AQS的ReentrantLock：全面解锁多线程处理的新世界

从ReentrantLock进入AQS

引子

在Java多线程编程中，锁机制是控制并发访问共享资源的关键工具。ReentrantLock，作为Java并发库中重要的锁实现，与AbstractQueuedSynchronizer（AQS）紧密结合，共同构建了一个强大的同步框架。本文将带领大家深入了解ReentrantLock和AQS，揭开它们在多线程处理中的奥秘，帮助读者掌握同步处理的精髓，提高应用程序性能。

ReentrantLock和AQS概述

ReentrantLock是Java并发库中的一个可重入锁，它允许同一个线程多次获取同一个锁，而不会造成死锁。AQS是一个抽象的同步器，它提供了可重入锁、同步队列、屏障等多种同步工具的实现。ReentrantLock就是通过AQS来实现其同步功能的。

ReentrantLock的工作原理

ReentrantLock通过AQS中的state字段来存储锁的状态，该字段是一个volatile变量。当锁被获取时，state的值会被设置为1，表示锁已被占用；当锁被释放时，state的值会被设置为0，表示锁已可用。

当一个线程想要获取ReentrantLock时，它会调用lock方法。lock方法首先检查state字段的值，如果state的值为0，表示锁未被占用，那么该线程可以获取锁，并将其state字段的值设置为1，表示锁已被占用。如果state的值为1，表示锁已被占用，那么该线程需要等待，直到锁被释放。

AQS的同步队列

AQS中有一个同步队列，用于存储等待获取锁的线程。当一个线程想要获取锁但发现锁已被占用时，它就会进入同步队列并等待。当锁被释放时，AQS会从同步队列中取出一个线程，并允许该线程获取锁。

ReentrantLock的公平性和非公平性

ReentrantLock可以以公平锁或非公平锁的方式运行。在公平锁模式下，AQS会按照线程进入同步队列的顺序来获取锁；而在非公平锁模式下，AQS不会按照顺序来获取锁，而是随机选择一个线程来获取锁。

ReentrantLock的性能

ReentrantLock的性能优于synchronized，因为它使用了CAS（Compare and Swap）操作来原子性的更新队列的head和tail。CAS操作可以在不阻塞其他线程的情况下更新共享变量，从而提高了ReentrantLock的性能。

ReentrantLock的应用场景

ReentrantLock广泛应用于Java多线程编程中，常见于以下场景：

• 多线程数据访问控制：ReentrantLock可以用于控制对共享数据的访问，防止多个线程同时修改共享数据。
• 多线程资源访问控制：ReentrantLock可以用于控制对共享资源的访问，防止多个线程同时访问同一个资源。
• 多线程任务协调：ReentrantLock可以用于协调多个线程之间的任务执行，确保任务按照正确的顺序执行。

结论

ReentrantLock和AQS是Java多线程编程中重要的同步工具，它们提供了强大的同步功能，帮助开发者构建高并发、高性能的应用程序。通过深入理解ReentrantLock和AQS的工作原理，开发者可以更加熟练地使用这些工具，从而提高应用程序的性能和可靠性。