ReentrantLock原始碼詳細解讀

reentrantlock是面試中的高頻考點，其中實現原理還是很有必要了解的。它與synchronized類似，都是互斥鎖，但具有更好的擴充套件性。reentrantlock是基於aqs實現的，遺忘的同學可以回顧一下aqs原始碼詳細解讀。

1.1 繼承關係概述

首先看一下繼承關係圖，對它整體的構造有乙個初步的認識。

reentrantlock內部類繼承樹

我們發現，reentrantlock實現了公平鎖和非公平鎖。都通過他們的父類sync來排程。

1.2 reentrantlock中的重要方法

構造方法：無參構造方法，預設建立非公平鎖；有參構造方法，並且fair==true時，建立公平鎖。

//維護了乙個sync，對於鎖的操作都交給sync來處理
private final sync sync;   
public reentrantlock() 
public reentrantlock(boolean fair)

獲取資源資源（鎖）的方法：可以看出，請求都是交給sync來排程的。

//請求鎖資源，會阻塞且不處理中斷請求，
//沒有呼叫unlock()，則會一直被阻塞。
public void lock() 
//執行緒在請求lock並被阻塞時，如果被interrupt，則此執行緒會被喚醒並被要求處理
public void lockinterruptibly() throws interruptedexception 
//嘗試獲取鎖，預設獲取的是非公平鎖，失敗後不會阻塞
//直接返回true或false
public boolean trylock() 
//過載方法，在規定時間內獲取鎖，獲取不到則返回false
public boolean trylock(long timeout, timeunit unit)
throws interruptedexception

釋放資源（鎖）的方法：不管是公平還是非公平鎖，都會呼叫aqs.release(1)，給當前執行緒持有鎖的數量-1。

public void unlock()

我們主要看非公平鎖與公平鎖獲取資源的方法，因為釋放資源的邏輯是一樣的。

2.1 sync獲取資源

sync中定義了獲取資源的總入口。具體的呼叫還是看實現類是什麼。

abstract void lock();

2.2 非公平鎖獲取資源

final void lock()

tryacquire()：走的是sync.nofairtryacquire()。

protected final boolean tryacquire(int acquires)

nonfairtryacquire(int acquires)：如果鎖空閒，則用cas修改state；如果鎖被占用，則判斷佔有者是不是自己，實現可重入。最終沒有獲取鎖到就返回false。

final boolean nonfairtryacquire(int acquires) 
}//獲取失敗則先判斷當前執行緒是否是鎖的持有者
//這裡很重要，也是reentrantlock實現可重入的原因
else if (current == getexclusiveownerthread()) 
return false;
}

2.3 公平鎖獲取資源lock()：也是阻塞的。與非公平鎖的區別是，不能直接通過cas修改state，而是直接走aqs.acquire()。

final void lock()

tryaquire()：與非公平鎖類似，aqs.acquire()會呼叫這個鉤子方法。只不過多判斷了hasqueuedpredecessors()，判斷當前節點在等待佇列中是否有前驅節點，如果有，則說明有執行緒比當前執行緒更早的請求資源，根據公平性，當前執行緒請求資源失敗；如果當前節點沒有前驅節點，才有做後面的邏輯判斷的必要性。

protected final boolean tryacquire(int acquires) 
}//實現可重入
else if (current == getexclusiveownerthread()) 
return false;
}

reentrantlock有3中獲取鎖的方法，lock()，trylock()，lockinterruptibly()。

3.1 trylock()--嘗試獲取資源

trylock()：走的還是sync的方法，在指定時間內獲取鎖，直接返回結果。

public boolean trylock(long timeout, timeunit unit)
throws interruptedexception

tryacquirenanos()：如果呼叫trylock的規定時間內嘗試方法，就會呼叫該方法，先判斷是否中斷，然後嘗試獲取資源，否則進入aqs.doacquirenanos()（這個方法在上篇文章有解釋）。在規定時間內自旋拿資源，拿不到則掛起再判斷是否被中斷。

public final boolean tryacquirenanos(int arg, long nanostimeout)
throws interruptedexception

3.2 lockinterruptibly()--獲取鎖時響應中斷lockinterruptibly()：交給了排程者sync執行。

public void lockinterruptibly() throws interruptedexception

acquireinterruptibly()：當嘗試獲取鎖失敗後，就進行阻塞可中斷的獲取鎖的過程。呼叫aqs.doacquireinterruptibly()（這個方法在上篇文章也有詳細解釋）。

public final void acquireinterruptibly(int arg)
throws interruptedexception

公平鎖與非公平鎖的釋放都是一樣的。通過前面的閱讀，可以知道，reentrantlock.release()呼叫的是sync.release(1)。本質還是進入aqs.release(1)，下面看看其中的tryrelease()這個鉤子方法如何實現。

sync釋放資源

tryrelease()：嘗試釋放鎖，徹底釋放後返回true。

protected final boolean tryrelease(int releases) 
//設定釋放後的state
setstate(c);
return free;
}

1）reentrantlock是如何實現可重入的？

不管是公平鎖還是非公平鎖，在獲取鎖時呼叫的tryacquire()方法，獲取成功後會setexclusiveownerthread(current)。將本執行緒設定為主人，之後每次呼叫tryacquire()時，發現當前執行緒就是主人，直接返回true。

2）簡述公平鎖與非公平鎖的區別？

獲取鎖的順序與請求鎖的時間順序一致就是公平鎖，反之則為非公平鎖。公平鎖每次都是從同步佇列中的第乙個節點獲取到鎖，而非公平性鎖則不一定，有可能剛釋放鎖的執行緒能再次獲取到鎖。

公平鎖為了保證時間上的絕對順序，需要頻繁的上下文切換，而非公平鎖會降低一定的上下文切換，降低效能開銷。因此，reentrantlock預設選擇的是非公平鎖，則是為了減少一部分上下文切換，保證了系統更大的吞吐量。

3）aqs中有哪些資源訪問模式？區別？

獨佔模式和共享模式。

只有乙個執行緒才能持有這個鎖就是獨佔模式，由node節點中的nextwait來標識。

reentrantlock就是乙個獨佔鎖；而writeandreadlock的讀鎖則能由多個執行緒同時獲取，但它的寫鎖則只能由乙個執行緒持有，因此它使用了兩種模式。

4）為什麼reentrantlock.lock()方法不能被其他執行緒中斷？

因為當前執行緒前面可能還有等待執行緒，在aqs.acquirequeued()的迴圈裡，執行緒會再次被阻塞。parkandcheckinterrupt()返回的是thread.interrupted()，不僅返回中斷狀態，還會清除中斷狀態，保證阻塞執行緒忽略中斷。

其實看完aqs原始碼後，reentrantlock就是個弟弟。在實現上其實並不複雜，實現了aqs的獨佔模式。希望看完之後能對可重入鎖，響應中斷鎖有更深入的理解。

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