本篇文章给大家带来的内容是关于ReentrantLock的实现原理介绍（代码示例），有一定的参考价值，有需要的朋友可以参考一下，希望对你有所帮助。
在并发编程中，除了synchronized关键字，java并发包中java.util.concurrent.locks中的ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock也是常用的锁实现。本篇从源码方面，分析一下重入锁ReentrantLock的原理。
先说一下什么的重入锁：某个线程获得锁以后，还可以多次重复获得锁，不会自己阻塞自己。
ReentrantLock基于抽象类AbstractQueuedSynchronizer（以下简称AQS）实现。
看源码：
首先从构造器上可以看出，ReentrantLock有公平锁和非公平锁两种机制。
//默认非公平锁
public ReentrantLock() {
sync = new NonfairSync();
}
public ReentrantLock(boolean fair) {
sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}先简要说明一下公平锁和非公平锁的区别，然后在分析两者的不同实现方式。
公平锁：多个线程之间讲究先来后到。类似于排队，后面来的线程依次排在队列最后。
非公平锁：进行锁的争抢。抢到就执行，没抢到就阻塞。等待获得锁的线程释放后，再参与竞争。
所以通常使用非公平锁。其效率比公平锁高。
获取锁
公平锁
final void lock() {
acquire(1);
}
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}第一步tryAcquire(arg)尝试加锁，由FairSync实现，具体代码如下：
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) {
if (!hasQueuedPredecessors() &&
compareAndSetState(0, acquires)) {
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0)
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);
return true;
}
return false;
}获取当前线程
获取AQS中的state。如果state为0，表示此时没有线程获得锁。
在if判断中，先要判断AQS的Node队列是否为空。如果不是空的，就需要排队。此时不获取锁。
尝试使用CAS算法，将state更新为1。更新成功，获取锁，将此时的线程设置为独占线程exclusiveOwnerThread。返回true。
如果state不为0，表示已经有线程获得了锁。所以要判断获得锁的线程（独占线程）是否为当前线程。
如果是，说明是重入情况。将state增加1。返回true。
走到最后一步，就是没有获得锁了。返回false；
继续上面的步骤，如果获取锁失败，先执行addWaiter(Node.EXCLUSIVE)，将当前线程写入队列
private Node addWaiter(Node mode) {
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
// Try the fast path of enq; backup to full enq on failure
Node pred = tail;
if (pred != null) {
node.prev = pred;
if (compareAndSetTail(pred, node)) {
pred.next = node;
return node;
}
}
enq(node);
return node;
}封装一个新节点node
判断链表尾是否为空，不是就把新节点node‘写入最后
’链表尾为空，则用enq(node)写入最后。
写入队列以后，acquireQueued()方法，挂起当前线程。
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}在循环中，如果node的上一个是头节点，则再尝试获取锁。成功就结束循环，返回false
不是头节点，就根据上一个节点的waitStatus，判断是否需要挂起当前线程。waitStatus用来记录节点状态，如节点取消，节点等待等。
判断需要挂起，则使用parkAndCheckInterrupt()方法，挂起线程。具体使用LockSupport.park(this)挂起线程。
如果在这里的第一步就获取锁成功了，就可以取消此节点的获取锁操作了。
非公平锁
非公平锁在锁的获取策略上有差异。
final void lock() {
if (compareAndSetState(0, 1))
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
acquire(1);
}
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
return nonfairTryAcquire(acquires);
}非公平锁先直接尝试使用CAS算法更新state，获取锁
更新失败以后，在尝试获取锁
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) {
if (compareAndSetState(0, acquires)) {
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0) // overflow
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);
return true;
}
return false;
}与公平锁相比，非公平锁尝试获取锁的过程中，无需判断队列中是否存在其他线程。
释放锁
公平锁和非公平锁释放锁的步骤都一样
public void unlock() {
sync.release(1);
}
public final boolean release(int arg) {
if (tryRelease(arg)) {
Node h = head;
if (h != null && h.waitStatus != 0)
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}
//更新state
protected final boolean tryRelease(int releases) {
int c = getState() - releases;
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
boolean free = false;
if (c == 0) {
free = true;
setExclusiveOwnerThread(null);
}
setState(c);
return free;
}值得注意的是，因为是重入锁的关系，在tryRelease()方法中，需要将state更新为0，才认为完全释放锁。释放以后，再唤醒挂起线程。
以上是ReentrantLock的实现原理介绍（代码示例）的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！
