1.说明

• 1.ReentrantLock 是 Java 中 java.util.concurrent.locks 包提供的一个可重入的互斥锁。
• 2.它提供了与 synchronized 关键字类似的同步功能，但比 synchronized 更加灵活和强大。
• 3.ReentrantLock 支持两种锁模式：公平锁和非公平锁。

2.锁的状态

• 1.ReentrantLock 内部维护了一个锁的状态，用于表示锁是否被某个线程持有，以及被持有的次数。
• 2.锁的状态通常用一个整数（通常是32位）来表示，其中高位的几位用于表示锁的状态，低位的几位用于记录重入的次数（即同一个线程持有锁的次数）。

3.锁的实现方式

• 1.ReentrantLock 的实现依赖于底层的同步机制，如 AbstractQueuedSynchronizer（简称 AQS）。AQS 是一个用于构建锁或其他同步组件的框架，它定义了一套多线程访问共享资源的同步器。

4.AQS 的核心组件

• 1.同步队列（Sync Queue）：一个FIFO队列，用于存储等待获取锁的线程。
• 2.状态字段（State）：一个整数，用于表示锁的状态和重入次数。
• 3.独占模式（Exclusive Mode）：ReentrantLock 在默认情况下是独占锁，即一次只能有一个线程持有锁。

5.锁获取和释放的过程

5.1 获取锁

• 1.尝试获取锁：当一个线程尝试获取锁时，它会首先尝试通过CAS（Compare-And-Swap）操作将锁的状态从“未锁定”（0）修改为当前线程的ID（或其他表示锁持有的值）。如果CAS操作成功，则线程成功获取锁，并增加重入次数。
• 2.加入同步队列：如果CAS操作失败（即锁已被其他线程持有），则当前线程会被封装成一个节点（Node），并加入到同步队列的尾部。线程会进入一个自旋状态，不断尝试通过CAS操作获取锁，或者通过 park 方法挂起自己，等待被唤醒。

5.2 释放锁

• 1.减少重入次数：当持有锁的线程释放锁时，它会首先减少重入次数。如果重入次数变为0，则锁的状态会被设置为“未锁定”。
• 2.唤醒后继节点：如果锁状态变为“未锁定”，则持有锁的线程会唤醒同步队列中的下一个等待线程，使其有机会尝试获取锁。

6.可重入性

• 1.ReentrantLock 是可重入的，这意味着同一个线程可以多次获取同一个锁而不会导致死锁。
• 2.这是通过维护一个重入次数来实现的。
• 3.每次线程获取锁时，重入次数加1；每次释放锁时，重入次数减1。
• 4.只有当重入次数为0时，锁才会真正被释放。

7.公平锁与非公平锁

• 1.公平锁：按照线程请求锁的顺序来分配锁，即先请求的线程先获得锁。这通常会导致较长的等待时间，但可以避免线程饥饿。
• 2.非公平锁：不保证线程获取锁的顺序，可能会允许插队。这通常会导致较短的等待时间，但可能会导致线程饥饿。

8.锁的中断响应

• 1.ReentrantLock 支持中断响应的锁获取操作。如果线程在尝试获取锁时被中断，它可以立即响应中断，而不是一直等待下去。