concurrent（三）互斥锁ReentrantLock & 源码分析

参考文档：
Java多线程系列--“JUC锁”02之互斥锁ReentrantLock：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3496101.html

ReentrantLock介绍

ReentrantLock是一个可重入的互斥锁，又被称为“独占锁”
ReentrantLock分为“公平锁”和“非公平锁”。它们的区别体现在获取锁的机制上是否公平。ReentraantLock是通过一个FIFO的等待队列来管理获取该锁所有线程的
公平锁：线程依次排队获取锁
非公平锁：在锁是可获取状态时，不管自己是不是在队列的开头都会获取锁

ReentrantLock函数列表

// 创建一个 ReentrantLock ，默认是“非公平锁”。

ReentrantLock()

// 创建策略是fair的 ReentrantLock。fair为true表示是公平锁，fair为false表示是非公平锁。

ReentrantLock(boolean fair)

// 查询当前线程保持此锁的次数。

int getHoldCount()

// 返回目前拥有此锁的线程，如果此锁不被任何线程拥有，则返回 null。

protected Thread getOwner()

// 返回一个 collection，它包含可能正等待获取此锁的线程。

protected Collection<Thread> getQueuedThreads()

// 返回正等待获取此锁的线程估计数。

int getQueueLength()

// 返回一个 collection，它包含可能正在等待与此锁相关给定条件的那些线程。

protected Collection<Thread> getWaitingThreads(Condition condition)

// 返回等待与此锁相关的给定条件的线程估计数。

int getWaitQueueLength(Condition condition)

// 查询给定线程是否正在等待获取此锁。

boolean hasQueuedThread(Thread thread)

// 查询是否有些线程正在等待获取此锁。

boolean hasQueuedThreads()

// 查询是否有些线程正在等待与此锁有关的给定条件。

boolean hasWaiters(Condition condition)

// 如果是“公平锁”返回true，否则返回false。

boolean isFair()

// 查询当前线程是否保持此锁。

boolean isHeldByCurrentThread()

// 查询此锁是否由任意线程保持。

boolean isLocked()

// 获取锁。

void lock()

// 如果当前线程未被中断，则获取锁。

void lockInterruptibly()

// 返回用来与此 Lock 实例一起使用的 Condition 实例。

Condition newCondition()

// 仅在调用时锁未被另一个线程保持的情况下，才获取该锁。

boolean tryLock()

// 如果锁在给定等待时间内没有被另一个线程保持，且当前线程未被中断，则获取该锁。

boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit)

// 试图释放此锁。

void unlock()

举个栗子

public class ConditionTest {

    private static Lock lock = new ReentrantLock();

    private static Condition condition = lock.newCondition();

    public static void main(String[] args) {

        ThreadA ta = new ThreadA("t");

        lock.lock(); // 获取锁

        try {

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " start ta");

            ta.start();

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " block");

            condition.await(); // 等待

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " continue");

        } catch (Exception e) {

            e.printStackTrace();

        } finally {

            lock.unlock(); // 释放锁

        }

    }

    static class ThreadA extends Thread {

        public ThreadA(String name) {

            super(name);

        }

        public void run() {

            lock.lock(); // 获取锁

            try {

                try {

                    Thread.sleep(1000*5);

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " wakup others");

                condition.signalAll(); // 唤醒“condition所在锁上的其它线程”

            } finally {

                lock.unlock(); // 释放锁

            }

        }

    }

}

源码分析

lock-公平锁（FairSync extends Sync）

 final void lock() {

            acquire(1);

        }

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {

            final Thread current = Thread.currentThread();

            int c = getState();

            if (c == 0) {// c=0 说明没有其他线程占有锁

                if (!hasQueuedPredecessors() &&

                    compareAndSetState(0, acquires)) {// 队列中没有其他线程在等待锁，而且CAS把state设置成入参的值成功，这里是1（这里的CAS就是我

// 们前文提的并发竞争机制），则当前线程获取锁成功并将owner线程设置为当前线程

                    setExclusiveOwnerThread(current);

                    return true;

                }

            }

            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {// 可重入设置，当前线程重复请求锁成功，只是增加请求锁的计数

                int nextc = c + acquires;

                if (nextc < 0)

                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");

                setState(nextc);

                return true;

            }

            return false;

        }

lock-非公平锁（NonfairSync extends Sync）

 final void lock() {

            if (compareAndSetState(0, 1))//先去cas设置锁

                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());

            else

                acquire(1);//获取锁失败，再try

        }

 protected final boolean tryAcquire(int acquires) {

            return nonfairTryAcquire(acquires);

        }

 final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {

            final Thread current = Thread.currentThread();

            int c = getState();

            if (c == 0) {//如果当前没有线程持有锁，不管等待队列里有没有等待的线程，都直接去请求锁

                if (compareAndSetState(0, acquires)) {

                    setExclusiveOwnerThread(current);

                    return true;

                }

            }

            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {//可重入

                int nextc = c + acquires;

                if (nextc < 0) // overflow

                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");

                setState(nextc);

                return true;

            }

            return false;

        }

unlock (公平锁和非公平锁的实现是一样的)

 public void unlock() {

        sync.release(1);

    }

public final boolean release(int arg) {

/*

 尝试释放锁如果失败，直接返回失败，如果成功并且head的状态不等于0就唤醒后面等待的节点

*/

        if (tryRelease(arg)) {

            Node h = head;

            if (h != null && h.waitStatus != 0)

                unparkSuccessor(h);

            return true;

        }

        return false;

    }

protected final boolean tryRelease(int releases) {

            // 释放后c的状态值

            int c = getState() - releases;

           // 如果持有锁的线程不是当前线程，直接抛出异常

            if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())

                throw new IllegalMonitorStateException();

            boolean free = false;

            if (c == 0) {

               // 如果c==0，说明所有持有锁都释放完了，其他线程可以请求获取锁

                free = true;

                setExclusiveOwnerThread(null);

            }

           // 这里只会有一个线程执行到这，不存在竞争，因此不需要CAS

            setState(c);

            return free;

        }

巴特西

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