上一章《AQS源碼閱讀》講了AQS框架，這次講講它的應(yīng)用類（注意不是子類實(shí)現(xiàn)，待會(huì)細(xì)講）。
ReentrantLock，顧名思義重入鎖，但什么是重入，這個(gè)鎖到底是怎樣的，我們來(lái)看看類的注解說(shuō)明

ReentrantLock與隱式鎖synchronized功能相同，但ReentrantLock更具有擴(kuò)展性。
《鎖優(yōu)化》里提到Java在1.6對(duì)隱式鎖synchronized做了鎖的優(yōu)化，使其性能與顯式鎖性能相差無(wú)異。所以在兩者的選擇上，更多的是考慮用法，以及功能上的擴(kuò)展。

ReentrantLock是線程獨(dú)占的，不能與其他線程共享。所謂的重入，就是當(dāng)本線程想再次獲得鎖，不需要重新申請(qǐng)，它本身就已經(jīng)鎖了，即重入該鎖。

為什么會(huì)允許鎖重入呢？因?yàn)樵摼€程已經(jīng)擁有鎖了，不會(huì)受其他線程干擾，那么里面的共享變量就不會(huì)因?yàn)槎嗑€程執(zhí)行造成線程不安全。相當(dāng)于代碼已經(jīng)在串行執(zhí)行了，沒(méi)必要再申請(qǐng)多余的鎖了，而是重入當(dāng)前的鎖。

ReentrantLock會(huì)提供一個(gè)公平鎖的模式，如果選擇這個(gè)模式，會(huì)盡量使得獲取鎖是公平的，先來(lái)先得，但不一定嚴(yán)格按順序。

如果選擇了公平鎖，性能上會(huì)比不使用（默認(rèn)）低一些。沒(méi)有一定保證順序，同時(shí)也降性能，所以如果沒(méi)有特別的要求，盡量使用默認(rèn)的非公平鎖。

現(xiàn)在基于以上的認(rèn)識(shí)，來(lái)看看ReentrantLock的基本實(shí)現(xiàn)吧。

ReentrantLock概覽

ReentrantLock是實(shí)現(xiàn)Lock接口的。所以主要的方法就是Lock接口定義的方法，包括lock()、tryLock()、unlock()、newCondition()等。

lock()與tryLock()的區(qū)別就是前者會(huì)一直等到直到獲取鎖，后者則是嘗試在當(dāng)時(shí)獲取鎖，不會(huì)重復(fù)去申請(qǐng)獲取。
這個(gè)newCondition()感覺比較突兀，看起來(lái)完全不了解有什么用，和Lock有什么關(guān)系，我們后面再詳細(xì)了解。

ReentrantLock里面有一個(gè)最核心的成員變量，sync。sync的類型就是內(nèi)部類Sync。它是AQS的子類，也就是說(shuō)它就是實(shí)現(xiàn)ReentrantLock同步的工具。而FairSync和unFairSync則是Sync的子類，封裝了是否公平的功能，用于賦值給sync成員變量。

Sync同步器

Sync是繼承上文所介紹的AQS，是ReentrantLock里面的NonfairSync和FairSync的父類。
看注解可以知道，Sync用了AQS的state（狀態(tài)原子值）來(lái)標(biāo)識(shí)鎖被持有的數(shù)量。

在AQS中，tryRelease()是沒(méi)有定義的，所以在Sync中重寫了。

先判斷下申請(qǐng)解鎖的線程是否獨(dú)占鎖的線程，否則拋出異常退出。
然后計(jì)算新的state值，用當(dāng)前state減去releases值。對(duì)于state值和releases值到底是多少，這里可以先留個(gè)懸念，但大家可以思考下上面注解的定義也可以大概猜出來(lái)。
最后判斷新state值是否為0，為0則沒(méi)有線程占用，所以設(shè)當(dāng)前獨(dú)占線程為空，并且更新state。這里更新state值并不需要用CAS原子操作，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)線程會(huì)占用這個(gè)鎖，不是這個(gè)線程都異常退出了。

AQS中核心的tryAcquire()方法并沒(méi)有在這里實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樽宇怤onfaiSync和FairSync的實(shí)現(xiàn)并不一樣。但這里同樣需要用到nonfairTryAcquire，所以抽象出來(lái)了。但為什么同樣需要，暫時(shí)不得而知，帶著問(wèn)題后面再看看。
先判斷當(dāng)前鎖的state是否為0，為0則表示沒(méi)人獲取，然后通過(guò)CAS更新為acquires值（依然不知道值是多少），同時(shí)更新當(dāng)前線程為鎖的獨(dú)占線程。
如果state不為0，則表示有線程已經(jīng)占有了。但可能占有的線程是當(dāng)前線程，那么當(dāng)前的state會(huì)加上acquires值。
這里很容易就看出來(lái)state就是代表重入的次數(shù)！所以上面的謎題就解開了，releases,aquires都是代表每次申請(qǐng)的值，在ReentrantLock肯定都是1，他們的計(jì)算總值就是原子值state。
如果state不為0，也不是被當(dāng)前線程占用，那么返回false獲取失敗。

NonfairSync

沒(méi)啥特別的，直接調(diào)用Sync的方法。也沒(méi)做修改。

FairSync

公平鎖的同步器。只有當(dāng)遞歸調(diào)用或者沒(méi)有其他等待者，再或者他自己本身排第一才能獲取鎖。
這話比較繞口，大概意思應(yīng)該是不停地輪詢申請(qǐng)鎖，直到自己排到隊(duì)列的第一才能獲取。

乍看一看，這個(gè)方法基本和父類Sync的nonfairTryAcquire()一樣，唯一不同點(diǎn)就是在沒(méi)有線程占用的時(shí)候（state=0），多了個(gè)!hasQueuedPredecessors()前置判斷。

這個(gè)方法用來(lái)判斷是否隊(duì)列為空，或者當(dāng)前線程是否在隊(duì)列的最前面。
所以公平鎖模式下，想要能獲取鎖，除非自己排在隊(duì)列的最前面。
綜上看，FairSync根本沒(méi)有調(diào)用到nonfairTryAcquire()，為何說(shuō)子類都需要用到呢？繼續(xù)留著懸念，后面解答。

@ReservedStackAccess

可以看到上面介紹的tryAcquire()和tryRelease()都有@ReservedStackAccess。這個(gè)注解到底有什么用？
查找了下資料，這個(gè)是JEP 270添加的新注解。它會(huì)保護(hù)被注解的方法，通過(guò)添加一些額外的空間，防止在多線程運(yùn)行的時(shí)候出現(xiàn)棧溢出。具體看下圖

lock()、tryLock()成員函數(shù)

ReentrantLock里面的lock()方法是調(diào)用成員變量sync的acquire()。
無(wú)論是否公平鎖都是直接調(diào)用AQS的acquire()方法，不過(guò)就是各自有tryAcuqire()的重寫，即上文所說(shuō)的內(nèi)容。
參數(shù)1，是透?jìng)鹘otryAcquire()的，所以這里代表是入鎖一次的意思。

而tryLock()調(diào)用的是成員變量sync的nonfairTryAcquire()。上文說(shuō)到Sync內(nèi)部類抽象了這個(gè)方法出來(lái)，說(shuō)到子類都會(huì)用到，說(shuō)的正是tryLock()方法需要用到。
所以顯而易見的，無(wú)論是否公平鎖，調(diào)用tryLock()都是用的非公平鎖的方法。為什么呢？
因?yàn)閠ryLock()的try只是嘗試，無(wú)論是否公平，對(duì)于方法來(lái)說(shuō)沒(méi)有必要，只是嘗試申請(qǐng)的時(shí)候能否獲取鎖而已。

至于其他成員函數(shù)，大都是圍繞獲取線程和隊(duì)列的狀態(tài)，沒(méi)什么特別的，在這里不再贅述，有興趣的可以看看源碼。

總結(jié)

回顧下要點(diǎn)

ReentrantLock是一個(gè)可重入的鎖（被當(dāng)前占用的線程重入）。

它有兩種模式公平與非公平，通過(guò)NonfairSync和FairSync賦值sync成員變量實(shí)現(xiàn)。

兩種模式都是AQS的子類，通過(guò)重寫tryAcquire()區(qū)別不同。公平鎖多了是否在隊(duì)列的頭的判斷。

tryLock()方法沒(méi)有區(qū)分模式，都是一樣的。

上文提到的newCondition()還沒(méi)有涉及到，等后續(xù)再起一章節(jié)說(shuō)下這個(gè)Condition。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java多线程——重入锁ReentrantLock源码阅读的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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