java selfinterrupt_死磕 java同步系列之ReentrantLock源码解析（一）——公平锁、非公平锁...

问题

（1）重入锁是什么？

（2）ReentrantLock如何实现重入锁？

（3）ReentrantLock为什么默认是非公平模式？

（4）ReentrantLock除了可重入还有哪些特性？

简介

Reentrant = Re + entrant，Re是重复、又、再的意思，entrant是enter的名词或者形容词形式，翻译为进入者或者可进入的，所以Reentrant翻译为可重复进入的、可再次进入的，因此ReentrantLock翻译为重入锁或者再入锁。

重入锁，是指一个线程获取锁之后再尝试获取锁时会自动获取锁。

在Java中，除了ReentrantLock以外，synchronized也是重入锁。

那么，ReentrantLock的可重入性是怎么实现的呢？

继承体系

ReentrantLock实现了Lock接口，Lock接口里面定义了java中锁应该实现的几个方法：

// 获取锁

Lock接口中主要定义了获取锁、尝试获取锁、释放锁、条件锁等几个方法。

源码分析

主要内部类

ReentrantLock中主要定义了三个内部类：Sync、NonfairSync、FairSync。

abstract

（1）抽象类Sync实现了AQS的部分方法；

（2）NonfairSync实现了Sync，主要用于非公平锁的获取；

（3）FairSync实现了Sync，主要用于公平锁的获取。

在这里我们先不急着看每个类具体的代码，等下面学习具体的功能点的时候再把所有方法串起来。

主要属性

private

主要属性就一个sync，它在构造方法中初始化，决定使用公平锁还是非公平锁的方式获取锁。

主要构造方法

// 默认构造方法

（1）默认构造方法使用的是非公平锁；

（2）第二个构造方法可以自己决定使用公平锁还是非公平锁；

上面我们分析了ReentrantLock的主要结构，下面我们跟着几个主要方法来看源码。

lock()方法

彤哥贴心地在每个方法的注释都加上方法的来源。

公平锁

这里我们假设ReentrantLock的实例是通过以下方式获得的：

ReentrantLock

下面的是加锁的主要逻辑：

// ReentrantLock.lock()

看过之前彤哥写的【死磕 java同步系列之自己动手写一个锁Lock】的同学看今天这个加锁过程应该思路会比较清晰。

下面我们看一下主要方法的调用关系，可以跟着我的 → 层级在脑海中大概过一遍每个方法的主要代码：

ReentrantLock

获取锁的主要过程大致如下：

（1）尝试获取锁，如果获取到了就直接返回了；

（2）尝试获取锁失败，再调用addWaiter()构建新节点并把新节点入队；

（3）然后调用acquireQueued()再次尝试获取锁，如果成功了，直接返回；

（4）如果再次失败，再调用shouldParkAfterFailedAcquire()将节点的等待状态置为等待唤醒（SIGNAL）；

（5）调用parkAndCheckInterrupt()阻塞当前线程；

（6）如果被唤醒了，会继续在acquireQueued()的for()循环再次尝试获取锁，如果成功了就返回；

（7）如果不成功，再次阻塞，重复（3）（4）（5）直到成功获取到锁。

以上就是整个公平锁获取锁的过程，下面我们看看非公平锁是怎么获取锁的。

非公平锁

// ReentrantLock.lock()

相对于公平锁，非公平锁加锁的过程主要有两点不同：

（1）一开始就尝试CAS更新状态变量state的值，如果成功了就获取到锁了；

（2）在tryAcquire()的时候没有检查是否前面有排队的线程，直接上去获取锁才不管别人有没有排队呢；

总的来说，相对于公平锁，非公平锁在一开始就多了两次直接尝试获取锁的过程。

lockInterruptibly()方法

支持线程中断，它与lock()方法的主要区别在于lockInterruptibly()获取锁的时候如果线程中断了，会抛出一个异常，而lock()不会管线程是否中断都会一直尝试获取锁，获取锁之后把自己标记为已中断，继续执行自己的逻辑，后面也会正常释放锁。

题外话：

线程中断，只是在线程上打一个中断标志，并不会对运行中的线程有什么影响，具体需要根据这个中断标志干些什么，用户自己去决定。

比如，如果用户在调用lock()获取锁后，发现线程中断了，就直接返回了，而导致没有释放锁，这也是允许的，但是会导致这个锁一直得不到释放，就出现了死锁。

lock

当然，这里只是举个例子，实际使用肯定是要把lock.lock()后面的代码都放在try...finally...里面的以保证锁始终会释放，这里主要是为了说明线程中断只是一个标志，至于要做什么完全由用户自己决定。

tryLock()方法

尝试获取一次锁，成功了就返回true，没成功就返回false，不会继续尝试。

// ReentrantLock.tryLock()

tryLock()方法比较简单，直接以非公平的模式去尝试获取一次锁，获取到了或者锁本来就是当前线程占有着就返回true，否则返回false。

tryLock(long time, TimeUnit unit)方法

尝试获取锁，并等待一段时间，如果在这段时间内都没有获取到锁，就返回false。

// ReentrantLock.tryLock()

tryLock(long time, TimeUnit unit)方法在阻塞的时候加上阻塞时间，并且会随时检查是否到期，只要到期了没获取到锁就返回false。

unlock()方法

释放锁。

// java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.unlock()

释放锁的过程大致为：

（1）将state的值减1；

（2）如果state减到了0，说明已经完全释放锁了，唤醒下一个等待着的节点；

未完待续，下一章我们继续学习ReentrantLock中关于条件锁的部分

彩蛋

为什么ReentrantLock默认采用的是非公平模式？

答：因为非公平模式效率比较高。

为什么非公平模式效率比较高？

答：因为非公平模式会在一开始就尝试两次获取锁，如果当时正好state的值为0，它就会成功获取到锁，少了排队导致的阻塞/唤醒过程，并且减少了线程频繁的切换带来的性能损耗。

非公平模式有什么弊端？

答：非公平模式有可能会导致一开始排队的线程一直获取不到锁，导致线程饿死。

问题

简介