Java并发编程：AQS与ReentrantLock深度解析

"Lock详解.pdf 是一份关于Java并发编程中Lock机制的深入解析文档，主要关注于AbstractQueuedSynchronizer (AQS) 和 ReentrantLock 的应用与原理。" 在Java并发编程中，Lock接口提供了比synchronized关键字更细粒度的控制，允许开发者在多线程环境下更灵活地管理资源的访问。其中，ReentrantLock作为Lock的一个典型实现，由并发之父Doug Lea设计，是基于AQS的高效同步工具。 **AQS（AbstractQueuedSynchronizer）** 是一个抽象的同步器，它定义了一套多线程访问共享资源的同步器框架。AQS的核心特性包括： 1. **同步等待队列**：AQS维护了一个FIFO（先进先出）的双向链表，用于存储等待获取锁的线程。当线程尝试获取锁失败时，会被添加到这个队列中并进入等待状态。 2. **条件等待队列**：AQS支持多个条件变量，每个条件变量都有自己的等待队列，线程可以在特定条件下等待，直到被其他线程唤醒。 3. **独占获取和释放**：AQS支持独占模式的锁，即一次只有一个线程能获取锁。 4. **共享获取和释放**：AQS也支持共享模式的锁，允许多个线程同时获取锁。 5. **可重入**：持有锁的线程可以再次获取同一把锁，这是ReentrantLock名字的由来。 6. **中断支持**：线程在等待时可以响应中断，取消等待状态并抛出InterruptedException。 **ReentrantLock** 是基于AQS的实现，提供以下特性： 1. **公平与非公平**：ReentrantLock通过内部的Sync类区分公平锁（FairSync）和非公平锁（NonfairSync）。公平锁按照线程到达的顺序进行锁的分配，而非公平锁则不一定遵循这一规则，可能让已经等待的线程继续等待，而让新到来的线程获取锁。 2. **手动加锁与解锁**：与synchronized不同，使用ReentrantLock必须显式地调用lock()和unlock()方法进行加锁和解锁操作。 3. **tryLock()** 方法：ReentrantLock还提供了tryLock()，允许线程尝试获取锁，如果锁可用则立即获得，否则立即返回false。此外，tryLock(long time, TimeUnit unit) 方法允许指定等待时间。 4. **锁的嵌套**：由于可重入特性，ReentrantLock允许在一个已获得锁的线程中嵌套调用lock()，每次成功获取都会增加锁的计数，直到unlock()相应次数才会释放锁。 **AQS的应用**： 除了ReentrantLock，AQS还广泛应用于其他并发工具，如CountDownLatch、Semaphore（信号量）、CyclicBarrier（循环屏障）和BlockingQueue（阻塞队列）等。这些工具的实现都依赖于AQS提供的基础同步框架。 在设计上，AQS通常通过定义一个内部类继承AQS，并重写其特定方法，如acquire()和release()，以满足不同同步需求。这种方式被称为模板模式，使得AQS可以作为各种同步组件的基础，提供高度可复用的同步逻辑。 总结起来，Lock详解.pdf文档深入探讨了Java并发中的锁机制，特别是AQS和ReentrantLock，对于理解并发编程的底层原理和优化多线程代码具有很高的价值。