Java并发编程 - ReentrantLock

AQS内部属性

state（volatile修饰）：为0是标记没有被占用，大于0时表示被其它线程或当前线程占用，对于ReentranLock，state可以大于1，表示多次重入，每次所释放时state减1，直至state等于0时释放锁。

head：等待队列的头节点，head后节点为null节点，链表为是双向链表，便于查找前驱和后继节点。

tail：等待队列的尾节点。

exclusiveOwnerThread：持有锁的线程。

AQS使用双向链表的原因

1. 当某个线程出现异常不需要竞争锁，比如线程被中断了，可以快速移除链表。
2. 通过lock()竞争锁时，需要不断的判断当前线程的前驱节点是否是head，如果是才能成功获得锁。

ReentrantLock实现原理

ReentrantLock默认使用NonfairSync实现类，NonfairSync和FairSync继承Sync，Sync是一个抽象类。

加锁流程（lock）

加锁成功（tryAcquire）

1. 如果state=0，通过CAS尝试将state赋值为1，同时设置exclusiveOwnerThread为当前线程。
2. 如果state!=0，判断exclusiveOwnerThread是否为当前线程，如果是当前线程state+1。

加锁失败（acquireQueued）

1. （addWaiter）先创建Node节点，放到等待队列尾部。如果是tail节点为null，会先创建一个Dummy节点（空节点），head和tail的引用指向Dummy节点，在创建Node节点，放到等待队列尾部。

node节点如何插入到队列尾部过程

• • 把当前线程的node的prev指向tail
  • 通过cas把node节点设置为新tail
  • 把原tail节点的next指向当前node

1. （acquireQueued）如果创建的Node节点的前驱节点是head节点，会在尝试一次锁竞争（tryAcquire），竞争失败走3。
2. （shouldParkAfterFailedAcquire）将前驱节点的waitStatus改为-1，并返回false，再次执行acquireQueued（改成-1的作用是：告知前驱节点有责任去唤醒下一个节点）。
3. （parkAndCheckInterrupt）阻塞当前线程。

释放锁流程（unlock）

1. （tryRelease）state-1，当state=0时，设置exclusiveOwnerThread为null，并返回true表示锁释放成功，否则返回false。

1. （release）判断head!=null&&head.waitStatus!=0，则表明需要唤醒head的后继节点（unparkSuccessor）。
2. （acquireQueued），被parkAndCheckInterrupt阻塞的线程会继续执行for循环，（tryAcquire）如果竞争成功会设置当前节点为头节点，头节点的下一个节点为null（方便GC）。
3. （acquireQueued）如果后继节点竞争失败，继续阻塞。

ReentryLock 特性

1. 支持可重入
2. 支持阻塞竞争锁和非阻塞竞争锁，lock()和tryLock()
3. 支持公平和非公平锁