Java 中 ReentrantLock 的底层实现原理是什么？（基于 AQS）-JavaScript中文网-JavaScript教程资源分享门户

本题详细解读

AQS 的核心思想

AQS 的核心思想是通过一个 volatile 的 int 类型的 state 变量来表示同步状态。state 的值可以表示锁的状态，比如 0 表示锁未被占用，1 表示锁被占用。AQS 还维护了一个 FIFO 队列，用于管理等待获取锁的线程。

ReentrantLock 的实现

ReentrantLock 通过继承 AQS 并实现其 tryAcquire 和 tryRelease 方法来实现锁的获取和释放。

1. 获取锁

当线程尝试获取锁时，ReentrantLock 会调用 AQS 的 acquire 方法，该方法会调用 tryAcquire 方法来尝试获取锁。

// www.javascriptcn.com code example
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
    final Thread current = Thread.currentThread();
    int c = getState();
    if (c == 0) {
        if (compareAndSetState(0, acquires)) {
            setExclusiveOwnerThread(current);
            return true;
        }
    }
    else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
        int nextc = c + acquires;
        if (nextc < 0) // overflow
            throw new Error("Maximum lock count exceeded");
        setState(nextc);
        return true;
    }
    return false;
}

如果 state 为 0，表示锁未被占用，当前线程通过 CAS 操作将 state 设置为 1，并将当前线程设置为独占锁的持有者。
如果 state 不为 0，且当前线程已经是锁的持有者，则通过增加 state 的值来实现可重入。

2. 释放锁

当线程释放锁时，ReentrantLock 会调用 AQS 的 release 方法，该方法会调用 tryRelease 方法来释放锁。

// www.javascriptcn.com code example
protected final boolean tryRelease(int releases) {
    int c = getState() - releases;
    if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
        throw new IllegalMonitorStateException();
    boolean free = false;
    if (c == 0) {
        free = true;
        setExclusiveOwnerThread(null);
    }
    setState(c);
    return free;
}

如果 state 减到 0，表示锁已经完全释放，当前线程不再是锁的持有者。
如果 state 不为 0，表示锁仍然被持有，当前线程仍然是锁的持有者。

公平锁与非公平锁

ReentrantLock 支持公平锁和非公平锁两种模式。公平锁会按照线程请求锁的顺序来分配锁，而非公平锁则允许插队。

公平锁：在 tryAcquire 方法中，会先检查是否有其他线程在等待获取锁，如果有，则当前线程不会尝试获取锁。
非公平锁：在 tryAcquire 方法中，当前线程会直接尝试获取锁，而不考虑是否有其他线程在等待。

总结

ReentrantLock 的底层实现基于 AQS，通过 state 变量和 FIFO 队列来管理锁的状态和线程的阻塞与唤醒。ReentrantLock 支持可重入、公平锁和非公平锁等特性，是一个功能强大的同步工具。

Java 中 ReentrantLock 的底层实现原理是什么？（基于 AQS）

推荐答案