ReentrantLock的底层实现机制 AQS

ReentrantLock的底层实现机制是AQS(Abstract Queued Synchronizer 抽象队列同步器)。AQS没有锁之类的概念，它有个state变量，是个int类型，为了好理解，可以把state当成锁，AQS围绕state提供两种基本操作“获取”和“释放”，有条双向队列存放阻塞的等待线程。AQS的功能可以分为独占和共享，ReentrantLock实现了独占功能（每次只能有一个线程能持有锁）。

在ReentrantLock类中，有一个内部类Sync，它继承了AQS，但是将lock()方法定义为抽象方法，由子类负责实现（采用的是模板方法的设计模式）。

abstract void lock();

Sync分为公平锁和非公平锁，所以又有FairSync和NonfairSync继承Sync。

ReentrantLock的默认构造实现是非公平锁，也就是线程获取锁的顺序和调用lock的顺序无关。所有线程同时去竞争锁，线程发出请求后立即尝试获取锁，如果有可用的则直接获取锁，失败才进入等待队列。

在非公平锁NonfairSync中，

线程只要有机会就抢占，才不管排队的事。直接尝试将state修改为1，如果修改state失败，则和公平锁一样，调用acquire。（乐观锁的思想）

在公平锁FairSync中，线程去竞争一个锁，可能成功也可能失败。成功就直接持有资源，不需要进入队列；失败的话进入队列阻塞，等待唤醒后再尝试竞争锁。

首先尝试着去获取锁，如果state的当前状态为0，且没有前继线程在等待，表明没有线程占用，此时可以获得锁，然后设置当前线程为独占线程，并返回true，此时不会调用acquireQueued()方法（&& ：只有当&&左边程序为真，才会执行&&右边的程序，否者不会执行后面的），且不会执行selfInterrupt()方法。

相反，如果获取锁失败，则会执行

acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)

该首先会将当前线程包装成一个Node，插入到双向队列尾

标记1判断该Node的前继节点p，如果前一个节点正好是head，表示自己排在第一位，可以马上调用tryAcquire尝试。如果获取成功就简单了，直接修改自己为head。这步是实现公平锁的核心。标记2是线程没有获取到锁的情况（当前线程没有排到第一位），这个时候，线程可能等着下一次获取，也可能不想要了，Node变量waitState描述了线程的等待状态。

shouldParkAfterFailedAcquire()方法会根据前一个节点的waitStatus作出抉择，如果前节点状态是SIGNAL，则当前线程需要阻塞。

如果线程需要阻塞，则由parkAndCheckInterrupt()方法进行操作。LockSupport和cas一样，最终使用UNSAFE调用Native方法实现线程阻塞（park和unpark方法作用类似于wait和notify）

释放锁：

public void unlock() {
    sync.release(1);
}

头节点是获取锁的线程，如果tryRelease()释放成功，会将头节点先移出队列，再通知后面的节点获取锁

如果有后继节点，则唤醒线程，重新尝试去获取锁。

巴特西

ReentrantLock的底层实现机制 AQS

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