ReentrantLock逐行源码精解，一劳永逸搞懂锁
2023-04-27 06:01:29
ReentrantLock：Java并发编程的利器
掌握锁的奥秘，驾驭并发编程
在Java并发编程中，锁至关重要。它能确保当多个线程同时访问共享资源时，不会发生数据混乱或其他问题。ReentrantLock 是Java并发编程中重量级的锁，它提供了更强大的功能和灵活性，深受开发者的喜爱。
揭开ReentrantLock的神秘面纱
ReentrantLock的实现原理并不复杂，但它包含丰富的细节。我们将逐行解读ReentrantLock的源代码，带你领略锁的奥秘。
ReentrantLock的结构
ReentrantLock的结构相对简单，主要由以下部分组成：
- state： 锁的状态，表示锁的当前状态。
- head： 指向锁的等待队列头结点的引用。
- tail： 指向锁的等待队列尾结点的引用。
- waiters： 用于统计等待锁的线程数。
- owners： 用于存储获取锁的线程。
ReentrantLock的加锁过程
当一个线程想要获取ReentrantLock时，它需要调用lock()方法。lock()方法首先会检查锁的状态，如果锁是未锁定的，它就会将锁的状态修改为已锁定，并将当前线程添加到锁的等待队列中。如果锁已经被锁定，它就会阻塞当前线程，直到锁被释放。
public void lock() {
sync.acquire(1);
}
ReentrantLock的解锁过程
当一个线程释放ReentrantLock时，它需要调用unlock()方法。unlock()方法首先会检查锁的状态，如果锁是未锁定的，它就会抛出异常。如果锁是被当前线程锁定的，它就会将锁的状态修改为已解锁，并将当前线程从锁的等待队列中移除。
public void unlock() {
sync.release(1);
}
ReentrantLock的公平性和可重入性
ReentrantLock支持公平性和可重入性。公平性是指线程获取锁的顺序与它们请求锁的顺序相同。可重入性是指同一个线程可以多次获取同一个锁。
ReentrantLock的应用场景
ReentrantLock可以应用于各种并发场景，例如：
- 多个线程同时访问共享资源时。
- 多个线程同时更新数据时。
- 多个线程同时执行任务时。
ReentrantLock的优缺点
优点：
- 功能强大，灵活性高。
- 支持公平性和可重入性。
- 易于使用。
缺点：
- 性能开销较大。
- 可能导致死锁。
结论
ReentrantLock是Java并发编程中强大且灵活的锁。深入了解它的原理和实现细节，有助于你写出更健壮的并发代码，应对复杂的多线程场景。
常见问题解答
-
ReentrantLock和synchronized有什么区别？
ReentrantLock是Java中显式的锁，而synchronized是隐式的锁。ReentrantLock提供了更多的控制和灵活性，而synchronized使用起来更简单。 -
如何防止ReentrantLock造成的死锁？
死锁的预防需要遵循正确的锁定顺序，并避免持有锁的时间过长。 -
ReentrantLock和ReadWriteLock有什么区别？
ReadWriteLock允许同时有多个读者持有锁，而只有一个写入者。ReentrantLock仅允许一个线程持有锁，无论它是读取还是写入。 -
ReentrantLock的公平性如何实现？
ReentrantLock使用一个FIFO队列来管理等待锁的线程，确保它们按请求顺序获取锁。 -
ReentrantLock的性能开销来自哪里？
ReentrantLock的性能开销主要来自于它的同步机制，它需要在内核级别执行原子操作。
