Java并发编程-浅谈ReentranLock
1. 产生背景
在Java中已经有内置锁synchronized的情况下，为什么还需要引入ReentranLock呢？
synchronized是基于 JVM内置锁实现，通过内部对象Monitor（监视器锁）实现，基于进入与退出Monitor对象实现方法与代码块同步，监视器锁的实现依赖底层操作系统的Mutex lock（互斥锁）实现，被阻塞的线程会被挂起、等待重新调度，会导致“用户态和内核态”两个态之间来回切换，对性能有较大影响。
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基于这样一个背景，Doug Lea在JDK1.5中提供了API层面的互斥锁ReentranLock，实现了可重入、可中断、公平锁等特性。在synchronized优化之前，synchronized的性能比起ReentranLock还是有差距的。
2. 简单使用
3. 源码分析
3.1 ReentrantLock结构
首先，RentrantLock对象结构，有个大致的了解。
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3.2 加锁 lock.lock()
其实，ReentrantLock中的方法都是由成员对象sync完成的。
所以，我们直接进入 NonfairSync.lock()
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接下来，分析 acquire()中的三个重点方法：
tryAcquire()：尝试获取锁，由子类重写（这里实现了可重入、公平锁特性）；
addWaiter()：AQS中维护了一个链表，将当前线程包装成一个Node节点，入队；
acquireQueued()：以独占不可中断模式获取已经在队列中的线程。
3.2.1 tryAcquire
当前方法无论是获取到了锁，还是重复加锁，都是返回true。上面的 acquire()就会直接结束，不会继续执行后续的入队操作。
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非公平锁的特性就是在这个方法中体现出来的（其实lock方法中也是直接获取锁，更直接）。
3.2.2 addWaiter
注意，当前方法调用时，传入了一个参数：Node.EXCLUSIVE（独占模式）。这个参数实际上是起到了一个标识的作用，有两种类型：独占、共享。
addWaiter()的职责很简单，就是将当前线程包装成一个Node节点，然后设置为队尾（必要时初始化队列），通过死循环的形式保证一定入队成功。
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下面，大致了解一下Node的结构（AbstractQueuedSynchronizer的内部类）
3.2.3 acquireQueued
代码执行到这里，说明节点（当前线程）已经成功入队。如果当前节点就是第一位候选者，就会尝试去获取锁。但是锁有可能还没有释放掉（state != 0），获取锁失败，就会阻塞当前线程。
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相信大家也看到了，这个方法中有段代码的写法太（bi）过（jiao）精（e）简（xin）。
其中，红色方块的pred和N1状态都是已取消的（状态值为1）。
首先，执行if判断时，发现pred的等候状态是已取消的，执行do代码块，将pred指向N1节点。执行while判断，发现N1节点的状态也是已取消的，再次执行do代码块，将pred指向N2节点。执行while判断，N2节点状态并不是已取消，循环结束。而在循环结束之前node的前驱指针已经指向了N2，循环结束后再将N2的后驱指针指向node，两者就建立了双向关联。
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细心的你一定发现了，在acquireQueued()方法中的死循环上注释了一般只会执行三次，那么为什么说会执行三次呢？
假设现在lock锁已经被某个线程获取了，并且还在执行同步代码块，没有来得及释放锁。这时，线程A也来执行了业务方法，然后尝试获取锁，必然获取失败进而执行入队操作。此时，由当前线程包装的Node节点占据队尾，队头是初始化的一个“空”节点。
参数pred 实际上就是head节点（状态值为0）。第一次循环，执行else逻辑，将前驱节点pred的状态值设置为SIGNAL，注意返回的是false，这将导致当前方法所在if判断直接结束；第二次循环，首个if判断生效，返回true，执行parkAndCheckInterrupt()，阻塞线程；直到线程被唤醒后，开启第三次循环，获取锁成功，直接返回，结束死循环。
注意：以上描述，队列中不存在已取消的节点并且锁不会被争抢，故而说是一般情况下。
不得不说，AQS的方法名取的还是很贴切的，基本上见名知意了。阻塞当前线程并返回线程中断状态！
我们先来了解一下 LockSupport.park(this)的功能点：
阻塞当前线程的执行，且不会释放当前线程占有的锁资源；
可以被另一个线程调用 LockSupport.unpark()方法唤醒；
底层调用 Unsafe的native方法。
3.2.4 总结
ReentranLock的一套加锁流程总结下来，就是尝试获取锁，获取成功，更新锁状态、设置独占线程；获取失败，将当前线程包装成一个Node节点，加入到AQS内部维护的一个链表的尾部，最后阻塞当前线程，直到被唤醒，再次尝试获取锁（非公平锁，存在被争抢的可能性）。
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3.3 解锁 lock.unlock()
加锁时自我阻塞的线程是如何被唤醒的，触发的机制又是怎样的？
接下来，让我们一步步的分析ReentranLock的另一个重要组件。
需要注意的是加锁和解锁的次数要一致，不然将会导致队列中的等候线程无法被唤醒。
3.3.2 unparkSuccessor
预唤醒的节点s 是head的后驱节点（FIFO）。
但是如果s 为空或者已取消时，就需要从队列中找出一个正常的节点。怎么找呢？ 以队尾节点为起始点，向前遍历，最终s指向的是队列中最靠近队头的某个正常节点。
随后，通过调用 LockSupport.unpark()的方式，唤醒 s节点持有的线程。
至此，ReentranLock一套完整的加锁解锁流程就分析完毕了~
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作者：Hey Max!
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