ReentrantLock 锁剖析

在 Java 并发编程中，ReentrantLock 是一种广泛使用的锁机制，它提供了比 synchronized 更细粒度的锁控制，支持公平锁和非公平锁两种策略，并具有可重入性、可中断性和条件变量等特性。本文将基于 AQS 分析 ReentrantLock 的实现原理和应用场景，并探讨如何利用 ReentrantLock 来实现公平锁与非公平锁的策略。

ReentrantLock 简介

ReentrantLock 是 Java 中的一个可重入互斥锁，它允许一个线程多次获取同一把锁。ReentrantLock 可以实现公平锁和非公平锁两种策略。公平锁是指线程获取锁的顺序与它们请求锁的顺序一致，而非公平锁则不保证这一点。

ReentrantLock 的实现原理

ReentrantLock 的实现基于 AQS（AbstractQueuedSynchronizer），AQS 是一个抽象队列同步器，它提供了一套通用的锁和条件变量实现框架，ReentrantLock 只是 AQS 的一个具体实现。

AQS 的核心数据结构是一个队列，当一个线程试图获取锁时，它会被添加到队列的末尾。当锁可用时，队列中的第一个线程将获得锁。如果锁被另一个线程持有，则试图获取锁的线程将被阻塞，直到锁可用。

ReentrantLock 的应用场景

ReentrantLock 可以用于各种需要互斥锁的场景，例如：

• 多线程并发访问共享资源时，使用 ReentrantLock 可以保证只有一个线程能够访问该资源。
• 在生产者-消费者问题中，使用 ReentrantLock 可以控制生产者和消费者对共享缓冲区的访问。
• 在读写锁中，使用 ReentrantLock 可以实现对共享数据的读写控制。

ReentrantLock 的公平锁与非公平锁

ReentrantLock 支持公平锁和非公平锁两种策略。公平锁是指线程获取锁的顺序与它们请求锁的顺序一致，而非公平锁则不保证这一点。

公平锁的优点是它可以保证每个线程都有机会获取锁，避免了线程饥饿的情况。但是，公平锁的缺点是它可能会导致性能下降，因为线程获取锁需要等待前面的线程释放锁。

非公平锁的优点是它可以提高性能，因为线程获取锁不需要等待前面的线程释放锁。但是，非公平锁的缺点是它可能会导致线程饥饿的情况，即某个线程长时间无法获取锁。

如何利用 ReentrantLock 实现公平锁与非公平锁

ReentrantLock 提供了两个构造方法来实现公平锁和非公平锁：

• ReentrantLock()：创建一个非公平锁。
• ReentrantLock(boolean fair)：创建一个公平锁，如果 fair 为 true，则创建一个公平锁，否则创建一个非公平锁。

结论

ReentrantLock 是 Java 中一个常用的锁机制，它提供了比 synchronized 更细粒度的锁控制，支持公平锁和非公平锁两种策略，并具有可重入性、可中断性和条件变量等特性。本文介绍了 ReentrantLock 的实现原理和应用场景，并探讨了如何利用 ReentrantLock 来实现公平锁与非公平锁的策略。