ReentrantLock底层实现原理 - 面试宝典

ReentrantLock是Java中提供的一种可重入的互斥锁，它具有与synchronized关键字相似的功能，但更加灵活和可控。下面是ReentrantLock底层实现原理的简要解释： ReentrantLock的底层实现主要依赖于AbstractQueuedSynchronizer（AQS）类。AQS是一个用于构建锁和其他同步器的框架，它提供了一种基于FIFO等待队列的同步机制。 ReentrantLock通过AQS实现了公平锁和非公平锁两种模式。在公平锁模式下，线程按照申请锁的顺序依次获取锁；而在非公平锁模式下，线程可以通过抢占的方式获取锁，不保证顺序。当一个线程想要获取锁时，首先会尝试通过CAS（Compare and Swap）操作来修改AQS的状态值，将锁的状态设置为1，表示该线程已经获取到锁。如果CAS操作失败，说明有其他线程已经获取到了锁，当前线程会进入等待状态。当一个线程释放锁时，它会调用AQS的release方法来释放锁资源。释放锁的过程主要包括将锁的状态设置为0、唤醒等待队列中的下一个线程，并将其从等待队列中移除。 ReentrantLock还支持可重入的特性，即同一个线程可以多次获取同一个锁，而不会造成死锁。ReentrantLock内部维护了一个计数器，记录了当前线程获取锁的次数。只有当计数器为0时，其他线程才能获取到锁。总结来说，ReentrantLock底层实现通过AQS类提供了一种基于FIFO等待队列的同步机制，通过CAS操作来控制锁的获取和释放。同时，它还支持公平锁和非公平锁两种模式，并具备可重入的特性。这些特性使得ReentrantLock在多线程环境下能够更加灵活和可控地进行同步操作。

以下是一个使用ReentrantLock的示例代码：

javaCopy codeimport java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class ReentrantLockExample {
    private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(new Worker());
        Thread thread2 = new Thread(new Worker());
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
    static class Worker implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            lock.lock(); // 获取锁
            try {
                // 执行需要同步的操作
                System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getId() + "正在执行任务");
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock(); // 释放锁
                System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getId() + "释放了锁");
            }
        }
    }
}

上面的代码中，使用了一个静态的ReentrantLock对象作为锁。在Worker类的run方法中，首先使用lock.lock()获取锁，然后执行需要同步的操作，最后使用lock.unlock()释放锁。两个线程都会执行相同的任务，但由于使用了ReentrantLock，只有一个线程可以获取到锁，另一个线程会在lock.lock()处等待，直到第一个线程释放锁才能继续执行任务。这样可以保证同一时刻只有一个线程在执行任务，实现了线程间的互斥操作。同时，由于ReentrantLock是可重入的，同一个线程可以多次获取同一个锁而不会造成死锁。

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