ReentrantLock公平锁与非公平锁原理解析

"这篇文档详细解释了ReentrantLock的使用问题，包括公平锁和非公平锁的概念，以及ReentrantLock的内部实现机制。" 在Java并发编程中，ReentrantLock是一个重要的同步工具，它提供了比synchronized更丰富的功能。本文档主要探讨了ReentrantLock的两个关键特性：可重入性和公平/非公平策略。 首先，可重入锁是指当一个线程已经获得了锁，如果该线程再次请求同一个锁，它可以继续获得，而不会造成死锁。这种特性确保了递归调用的正确性。ReentrantLock的实现中，每个锁关联了一个状态变量（state），代表了持有锁的线程数量。当线程尝试获取锁时，如果state为0，表示没有线程持有锁，线程可以尝试获取；如果state大于0，说明已有线程持有锁，此时会检查当前线程是否是锁的持有者，如果是，则允许再次获取。 接着，公平锁和非公平锁的区别在于获取锁的顺序。公平锁遵循先来后到的原则，即线程按照请求锁的顺序依次获得锁，而非公平锁则不保证这一点。在ReentrantLock的实现中，公平锁通过FairSync类实现，非公平锁通过NonfairSync类实现。FairSync在尝试获取锁时会检查队列中的等待线程，确保按照队列顺序进行；NonfairSync则更加激进，会直接尝试获取锁，即使有其他线程正在等待。 ReentrantLock的核心实现基于AbstractQueuedSynchronizer（AQS），这是一个通用的同步器框架，提供了线程的排队、等待和唤醒机制。Sync是ReentrantLock的抽象内部类，它扩展了AQS并定义了获取锁的基本方法。FairSync和NonfairSync分别实现了公平和非公平的锁获取策略。在Sync中，`nonfairTryAcquire`方法用于非公平锁的尝试获取，而`lock`方法在子类中具体实现，可以是公平或非公平的获取过程。 ReentrantLock的公平性和可重入性为多线程环境提供了灵活且安全的锁机制。理解这些概念和内部工作原理对于优化并发程序的性能和避免线程安全问题至关重要。开发者可以根据实际需求选择使用公平锁或非公平锁，以达到最佳的并发性能和资源利用率。