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ReentrantLock详解

ReentrantLock概述

ReentrantLock是Lock接口的实现类,可以手动的对某一段进行加锁。ReentrantLock可重入锁,具有可重入性,并且支持可中断锁。其内部对锁的控制有两种实现,一种为公平锁,另一种为非公平锁。ReentrantLock的实现原理为volatile+CAS

ReentrantLock可重入性

ReentrantLock具有可重入性,可重入性是指当一个线程拥有一个方法的锁以后,是否还可以进入该方法,一般这种情况出现在递归中。ReentrantLock的可重入性是基于Thread.currentThread()实现的,是线程粒度的,也就是说当前线程获得一个锁以后,当前线程的所有方法都可以获得这个锁。Reentrant依赖的锁只有两种实现类,NonFairSyncFairSync,但是它们获取锁的方式大同小异。一下是公平锁的获取实现。ReentrantLock.FairSync.tryAcquire

1 protected final boolean tryAcquire(int acquires) { 2 final Thread current = Thread.currentThread(); 3 int c = getState(); 4 //每一次加锁state+1 5 if (c == 0) { 6 if (!hasQueuedPredecessors() && 7 compareAndSetState(0, acquires)) { 8 setExclusiveOwnerThread(current); 9 return true;10 //尝试获取锁成功11 }12 }13 //是当前线程直接取到到锁,实现锁的可重入14 else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {15 int nextc = c + acquires;16 if (nextc < 0)17 throw new Error("Maximum lock count exceeded");18 setState(nextc);19 return true;20 }21 return false;22 }23 }

ReentrantLock锁的实现分析

ReentrantLock有两种锁的实现,FairSyncNonFairSync,对于这两种锁,他们获取锁的方式都大同小异ReentrantLock$Sync#acquire

1 public final void acquire(int arg) {2 //通过tryAcquire去尝试获取锁,公平锁和非公平锁有不同的实现3 if (!tryAcquire(arg) &&4 //如果没有获取到,就将该线程加入等待队列,然后循环尝试获取该锁5 acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))6 //如果尝试获取锁的次数达到一定次数,就会触发中断,中断该线程,并释放锁7 selfInterrupt();8 }

tryAcquire():尝试获取锁;

addWaiter():将线程加入等待队列

acquireQueued():在多次循环中尝试获取到锁或者将当前线程堵塞

selfInterrupt():如果多次未获取成功,将中断该线程(避免死锁)

 

公平锁(FairSync)

公平锁内部维护了一个等待获取该锁的线程的队列,会按照队列顺序给每个线程锁。每当抢占锁的时候,就会判断是否有等待队列,如果有等待队列,就从等待队列的头开始分配锁

1 protected final boolean tryAcquire(int acquires) { 2 //取得当前请求锁的线程 3 final Thread current = Thread.currentThread(); 4 //取得stage,每一次加锁,stage都会+1,如果stage是0,就说明,没有人使用该锁 5 int c = getState(); 6 if (c == 0) { 7 //如果没有等待队列,并且CAS通过,就将当前线程就抢到了锁 8 if (!hasQueuedPredecessors() && 9 compareAndSetState(0, acquires)) {10 setExclusiveOwnerThread(current);11 return true;12 }13 }14 //如果锁没有释放,就判断当前线程是否是该锁的拥有者,如果是,可以直接使用该改,并stage+115 else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {16 int nextc = c + acquires;17 if (nextc < 0)18 throw new Error("Maximum lock count exceeded");19 setState(nextc);20 return true;21 }22 //如果没有抢到锁,就返回false23 return false;24 }View Code

非公平锁(NonFairSync)

非公平锁在抢占锁时,会进行随机抢占,后抢占的线程往往抢占到的几率比较大。

1 if (c == 0) {2 //非公平锁仅仅是使用CAS,并不会去查看队列(也没有队列)3 if (compareAndSetState(0, acquires)) {4 setExclusiveOwnerThread(current);5 return true;6 }7 }

ReentrantLock的内存可见性

ReentrantLock保证内存可见性,作用和synchronized一样,但是要比synchronized更加灵活,方便,ReentrantLock可以和Condition联合使用