JUC-ReentrantLock实现原理

xukun2025-02-092025-02-13

什么是ReentrantLock ？

ReentrantLock 其实就是基于 AQS 实现的一个可重入锁，支持公平和非公平两种方式。

内部实现依靠一个 state 变量和两个等待队列：同步队列和等待队列。

利用 CAS 修改 state 来争抢锁。

争抢不到则入同步队列等待，同步队列是一个双向链表。

条件 condition 不满足时候则入等待队列等待，是个单向链表。

是否是公平锁的区别在于：线程获取锁时是加入到同步队列尾部还是直接利用 CAS 争抢锁。

参考图片：

扩展

CAS操作

CAS 是一种硬件级别的原子操作，它比较内存中的某个值是否为预期值，如果是，则更新为新值，否则不做修改。

工作原理：

比较（Compare）：CAS 会检查内存中的某个值是否与预期值相等。
交换（Swap）：如果相等，则将内存中的值更新为新值。
失败重试：如果不相等，说明有其他线程已经修改了该值，CAS 操作失败，一般会利用重试，直到成功。

自旋锁

自旋锁（Spinlock）是一种轻量级锁机制。线程在获取锁失败时不会立即进入阻塞状态，而是会在循环中反复尝试获取锁，直到成功。

这种方式避免了线程的上下文切换开销，所以称之为轻量级锁，适用于锁等待时间较短的场景。

以下就是一个简单自旋锁的实现：

public class SpinLock {
    private final AtomicBoolean lock = new AtomicBoolean(false);

    public void lock() {
        while (!lock.compareAndSet(false, true)) {
            // 自旋等待
        }
    }

    public void unlock() {
        lock.set(false);
    }
    
 }