锁类型
ReentrantLock 分为公平锁和非公平锁，可以通过构造方法来指定具体类型：
//默认非公平锁 public ReentrantLock() { sync = new NonfairSync(); } //公平锁 public ReentrantLock(boolean fair) { sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync(); }
默认一般使用非公平锁，它的效率和吞吐量都比公平锁高的多(后面会分析具体原因)。
获取锁
通常的使用方式如下:
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); public void run() { lock.lock(); try { //do bussiness } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); } }
公平锁获取锁
首先看下获取锁的过程：
public void lock() { sync.lock(); }
可以看到是使用 sync的方法，而这个方法是一个抽象方法，具体是由其子类(FairSync)来实现的，以下是公平锁的实现:
final void lock() { acquire(1); } //AbstractQueuedSynchronizer 中的 acquire() public final void acquire(int arg) { if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) selfInterrupt(); }
第一步是尝试获取锁(tryAcquire(arg)),这个也是由其子类实现：
protected final boolean tryAcquire(int acquires) { final Thread current = Thread.currentThread(); int c = getState(); if (c == 0) { if (!hasQueuedPredecessors() && compareAndSetState(0, acquires)) { setExclusiveOwnerThread(current); return true; } } else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { int nextc = c + acquires; if (nextc < 0) throw new Error("Maximum lock count exceeded"); setState(nextc); return true; } return false; } }
首先会判断 AQS 中的 state 是否等于 0，0 表示目前没有其他线程获得锁，当前线程就可以尝试获取锁。
注意:尝试之前会利用 hasQueuedPredecessors() 方法来判断 AQS 的队列中中是否有其他线程，如果有则不会尝试获取锁(这是公平锁特有的情况)。
如果队列中没有线程就利用 CAS 来将 AQS 中的 state 修改为1，也就是获取锁，获取成功则将当前线程置为获得锁的独占线程(setExclusiveOwnerThread(current))。
如果 state 大于 0 时，说明锁已经被获取了，则需要判断获取锁的线程是否为当前线程(ReentrantLock 支持重入)，是则需要将 state + 1，并将值更新。
写入队列
如果 tryAcquire(arg) 获取锁失败，则需要用 addWaiter(Node.EXCLUSIVE) 将当前线程写入队列中。
写入之前需要将当前线程包装为一个 Node 对象(addWaiter(Node.EXCLUSIVE))。
AQS 中的队列是由 Node 节点组成的双向链表实现的。
包装代码:
private Node addWaiter(Node mode) { Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode); // Try the fast path of enq; backup to full enq on failure Node pred = tail; if (pred != null) { node.prev = pred; if (compareAndSetTail(pred, node)) { pred.next = node; return node; } } enq(node); return node; }
首先判断队列是否为空，不为空时则将封装好的 Node 利用 CAS 写入队尾，如果出现并发写入失败就需要调用 enq(node); 来写入了。
private Node enq(final Node node) { for (;;) { Node t = tail; if (t == null) { // Must initialize if (compareAndSetHead(new Node())) tail = head; } else { node.prev = t; if (compareAndSetTail(t, node)) { t.next = node; return t; } } } }
这个处理逻辑就相当于自旋加上 CAS 保证一定能写入队列。
