Java ReentrantLock深度解析：公平锁与非公平锁机制

"ReentrantLock源码详解--公平锁、非公平锁" ReentrantLock是Java并发编程中非常重要的一个工具，它实现了Lock接口，并且提供了比synchronized更丰富的锁控制能力。重入锁允许一个线程多次获取同一锁，避免死锁的发生，因为线程在释放锁之前可以再次获得锁，从而能够完成复杂的数据操作。 ### 1. 重入锁的概念 重入锁，顾名思义，就是可以重新进入的锁。当一个线程已经持有某个锁，而这个锁又是重入锁时，它可以在不被阻塞的情况下继续获取该锁。这是通过在每个锁关联一个持有计数来实现的，每次获取锁时计数加一，释放锁时计数减一，直到计数归零才真正释放锁。 ### 2. ReentrantLock实现重入锁 ReentrantLock的内部类Sync继承自AbstractQueuedSynchronizer(AQS)，AQS是一个抽象基类，用于实现各种同步器，如锁和信号量。Sync有两个子类：NonfairSync（非公平锁）和FairSync（公平锁）。线程获取锁时，会调用Sync的acquire方法，这个方法会调用tryAcquire，尝试获取锁。在tryAcquire中，会检查当前线程是否是锁的所有者，如果是，则增加持有计数，从而实现重入。 ### 3. ReentrantLock默认为非公平模式的原因 ReentrantLock默认使用非公平模式，是因为非公平锁在性能上通常优于公平锁。非公平锁的获取策略是“先到先得”，即使线程已经在队列中等待，也可能会被新来的线程抢占锁，这样虽然可能导致饥饿现象，但总体来说，由于减少了线程间的同步开销，整体吞吐量更高。 ### 4. ReentrantLock的其他特性 - **可中断**：ReentrantLock提供了lockInterruptibly方法，使得等待锁的线程在被中断时能够立即响应，跳出等待状态，提高程序的响应性。 - **公平与非公平**：通过构造函数可以选择公平锁或非公平锁，公平锁保证线程按照等待队列的顺序获取锁，而非公平锁则没有这个保证。 - **分段锁**：ReentrantLock可以通过`ReentrantReadWriteLock`提供读写锁，读锁允许多个线程同时读取，而写锁是独占的，这样在多读少写的场景下能提高并发性能。 - **条件条件**：ReentrantLock还提供了Condition接口，可以创建多个条件变量，每个条件变量对应一个等待队列，线程可以根据不同的条件进行等待和唤醒。 ### 源码分析 - `Sync`类是ReentrantLock的核心，它是一个抽象类，定义了锁的核心逻辑。 - `NonfairSync`实现了非公平锁，它的tryAcquire方法直接尝试获取锁，不考虑线程等待队列的状态。 - `FairSync`实现了公平锁，其tryAcquire方法会先检查是否有线程在等待，如果有，则将当前线程加入队列末尾，然后尝试获取锁。 ReentrantLock提供了更灵活的锁管理方式，不仅有重入特性，还支持公平与非公平选择、可中断锁等待以及多条件控制，是Java并发编程中不可或缺的工具。深入理解其源码有助于我们更好地利用它来设计高效、安全的多线程程序。