[Java知识库]AQS & ReentrantLock 实现原理

参考链接

1 AQS (AbstractQuenedSynchronizer)

• AQS 维护状态 volatile int state （ReentrantLock 将它作为锁的重入次数）和一个 FIFO 的线程等待队列，多线程争用资源被阻塞的时候就会进入这个队列；队列头部的线程执行完毕之后，它会调用它的后继的线程
• 线程通过 CAS 改变状态符 state，成功则获取锁成功，失败则进入等待队列，等待被唤醒
• AQS 采用 自旋锁 的机制

2 ReentrantLock 非公平锁加锁流程

• 非公平锁是指新来的线程跟 AQS 队列头部的线程竞争锁，队列其他的线程还是正常排队
• 公平锁严格执行 FIFO，新线程只能加入队尾

1. 非公平锁尝试加锁，即执行 tryAcquire() 的流程是：检查state字段，若为0，表示锁未被占用，尝试占用锁；若不为0，检查当前锁是否被自己占用，若被自己占用，则更新 state 字段，重入次数加 1
2. 如果以上两点都没有成功，则获取锁失败，进入等待队列
3. 进入等待队列的线程尝试获取锁（最靠前的线程才有资格尝试），如果获取成功则成为队列新的头节点，获取失败则尝试挂起
4. 线程入队后能够挂起的前提是，它的前驱节点的状态为 SIGNAL，状态为 SIGNAL 的节点在出队后会唤醒后面紧邻的节点

3 ReentrantLock 和 synchronized 的异同

• 响应中断：如果某一线程A正在执行锁中的代码，另一线程B正在等待获取该锁，可能由于等待时间过长，线程B不想等待了，想先处理其他事情，我们可以让它中断自己或者在别的线程中中断它，这种就是可中断锁。Lock 等待锁过程中可以用interrupt 来中断等待
• 超时等待：规定超时等待时间，避免线程无限期的等待锁释放
• 公平锁与非公平锁：公平锁是指多个线程同时尝试获取同一把锁时，获取锁的顺序按照线程达到的顺序，而非公平锁则允许线程“插队”，具体是新来的线程和队首的线程竞争锁

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