ReentrantLock原理

在Java5.0之前，在协调对共享对象的访问时可以使用的机制只有synchronized和volatile，Java5.0增加了一种新机制：ReentrantLock，与之前提到的机制相反，ReentrantLock并不是一种替代内置加锁的方法，而是当内置加锁机制不适用的时候，作为一种可选择的高级功能。

ReentrantLock实现了Lock接口，Lock提供了一种无条件的、可轮询的、定时的以及可中断的锁获取操作，所有加锁和解锁的方法都是显示的。

ReentrantLock相对synchronized具有如下特点：

可中断
可以设置超时时间
可以设置为公平锁
支持多了条件变量
ReentrantLock和synchronized都支持锁重入

非公平锁实现原理

加锁解锁流程

先从构造器开始看，默认为非公平实现

public ReentrantLock(){
    sync=new NonfairSync();
}

NonfairSync继承自AQS。

没有竞争时：即只有一个线程的时候，Thread-0在获得锁的时候，首先会使用cas方式将state状态将0改为1，修改成功之后，exclusiveOwnerThread为Thread-0，表示加锁成功。

第一个竞争出现时：表示再来一个线程也要加锁的时候，来了个Thread-1，这个时候Thread-1也去尝试用cas的方式将state从0改为1，但是失败了

上图中的Thread-1执行了：

CAS尝试将state由0改为1，结果失败
进入tryAcquire原理，这个时候state已经是1，结果仍然失败
接下来进入addWaiter逻辑，构造Node队列：

下图中黄色三角形表示该Node的waitStatus状态，其中0为默认正常状态
Node的创建是懒惰的
其中第一个Node称为Dummy（哑源）或者哨兵，用来占位，并不关联线程

当前线程进入acquireQueued逻辑：

acquireQueued会在一个死循环中不断尝试获得锁，失败后进入park阻塞
如果自己是紧邻着head（排在第二位），那么再次tryAcquire尝试获得锁，当然这个时候state还是为1，获锁失败
进入shouldParkAfterFailedAcquire逻辑，将前驱node，即head的waitStatus改为-1（表示当前节点有责任唤醒后继节点的线程），这次返回false
shouldParkAfterFailedAcquire执行完毕后回到acquireQueued，再次tryAcquire尝试获取锁，当然这个时候state还是为1，所以失败
当再次进入shouldParkAfterFailedAcquire时，这个时候因为前驱node的waitStatus已经是-1，这次返回true
进入parkAndCheckInterrupt，Thead-1 park（灰色表示）

再次有多个线程经历上述过程竞争失败，变成这个样子

Thead-0释放锁之后，进入tryRelease流程，如果成功：

设置exclusiveOwnerThread为null
将state置为0

当队列不为null，并且head的waitStatus=-1，进入unparkSuccessor流程

找到队列中离head最近的一个node（没有取消的），unpark恢复其运行，本图中为Thread-1

回到Thead-1的acquireQueued流程

如果加锁成功（没有竞争），会设置

exclusiveOwnerThread为Thead-1，state=1
head指向刚刚Thead-1所在的Node，该Node清空Thead
原本的head因为从链表断开，而可被垃圾回收

如果这个时候有其他线程来竞争（非公平的体现），例如这个时候有Thead-4来了

如果不巧又被Thead-4占了先机：

Thead-4被设置为exclusiveOwnerThread，state=1
Thead-1再次进入acquireQueued流程，获取锁失败，重新进入park阻塞

锁重入原理

锁重入加锁：

ReentrantLock支持锁重入，首先判断当前持有的锁是不是当前线程，如果是，那么当前线程进行锁重入的时候，直接将state++；

锁冲入释放锁：

释放锁的时候，就是state--；

可打断原理

不可打断模式

在此模式下，即使它被打断，仍然会驻留在AQS队列中，等待获得锁后方能继续运行（是继续运行，只是打断标志被设置为true）

可打断模式

使用抛出异常的方式

公平锁原理

非公平锁实现：

公平锁实现：

条件变量

每个条件变量其实就对应着一个等待队列，其实现类就是ConditionObject，类似于synchronized中的waitSet作用，只不过synchronized中所有不满足条件的都进入waitSet中，而ReentrantLock中不满足条件的按照类别进入不同的等待队列中，这样到时候唤醒线程就可以有目标的唤醒。