Java深度解析：可重入锁ReentrantLock源码探秘

"Java源码解析之可重入锁ReentrantLock" 在Java并发编程中，ReentrantLock（可重入锁）是一个重要的同步机制，它提供了与`synchronized`关键字相似的功能，但在某些方面更加强大和灵活。ReentrantLock在Java的`java.util.concurrent.locks`包中，是`Lock`接口的一个实现。本篇将深入分析其源码，理解其工作原理。 在JDK 1.8版本中，ReentrantLock的主要特点如下： 1. **可重入性**：持有锁的线程可以再次获得该锁而不会导致死锁。这是通过跟踪每个线程的获取锁次数来实现的。当线程尝试解锁时，会检查是否为同一线程，并且持有锁的计数是否为0，如果是，则释放锁；否则，继续持有。 2. **公平性**：ReentrantLock提供了公平和非公平两种模式。公平模式保证等待最久的线程先获得锁，而非公平模式则不保证这一点，可能会有线程饥饿现象。默认情况下，ReentrantLock是非公平的，但可以通过构造函数传入`true`参数来启用公平模式。 3. **锁的尝试获取与释放**：`tryLock()`方法允许线程尝试获取锁，如果立即可用则返回`true`，否则返回`false`。这允许线程在不需要等待的情况下快速失败。同时，`unlock()`方法用于释放锁。 4. **条件条件**：ReentrantLock提供了一个`Condition`接口，允许创建多个条件变量，每个条件对应一组线程，可以在满足特定条件时释放和获取锁，提高了并发控制的灵活性。 5. **中断支持**：与`synchronized`不同，ReentrantLock支持在等待锁时被中断。在等待锁时，线程可以被中断并抛出`InterruptedException`，或者在等待过程中检测到中断并返回。 6. **锁的监控与调试**：`ReentrantLock`提供了如`isHeldByCurrentThread()`和`getHoldCount()`等方法，方便在程序运行时检查锁的状态，这对于调试和性能优化非常有用。 7. **死锁检测**：虽然ReentrantLock本身不提供死锁检测，但配合`java.util.concurrent.locks.Condition`和适当的编程实践，可以避免和检测死锁的发生。 ReentrantLock的内部实现主要依赖于两个核心数据结构：`Sync`抽象类（分为公平的`FairSync`和非公平的`NonfairSync`）以及`Node`类（用于表示等待队列）。`Sync`类继承自`AbstractQueuedSynchronizer`（AQS），AQS提供了一套通用的锁和同步组件的框架，包括线程的排队、等待和唤醒机制。 在`lock()`方法中，ReentrantLock首先尝试非阻塞地获取锁，如果失败，则将当前线程包装成`Node`加入等待队列，并进入自旋等待或阻塞状态。在等待期间，如果其他线程释放了锁，会唤醒队列中的下一个节点。`unlock()`方法则会减少当前线程的持有锁计数，如果变为0，释放锁，并唤醒等待队列中的下一个线程。 通过理解ReentrantLock的这些特性，开发者可以更好地在多线程环境中控制并发，提高程序的性能和可维护性。在设计高并发系统时，ReentrantLock是一个强大的工具，它可以提供比`synchronized`更细粒度的控制，以及更丰富的功能，如条件变量和中断支持。