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深入理解Java高并发编程（7） - JUC

news 2026/6/17 20:29:40

1. AQS (AbstractQueuedSynchronized)

AQS是阻塞式锁和相关同步器工具的框架

特点

通过State表示资源的状态，通过乐观锁机制来设置state的状态，防止多个线程同时修改state（这一点和longAdder里面的cellbusy是一样的）
提供了FIFO的等待队列（双向链表），类似于Monitor中的EntryList
支持多个条件变量，类似Monitor的WaitSet

2. ReentrantLock

特性：

处于阻塞队列中可中断：通过lockInteruptibly()方法，如果没有竞争，该线程会持锁，如果有竞争进入阻塞队列，可以被其他方法用interrupt方法打断（当然lock下是不可打断模式）
可重入:ReentrantLock和synchronize锁都是可重入的，同一线程多次请求同一锁不会被之前的锁阻塞。
可以设置超时时间：
- 通过tryLock方法，尝试获得锁但是不进入阻塞队列，返回boolean值表示是否获得锁，只尝试去获取一次。
- tryLock方法可以传入时间参数，表示在这个时间内一直尝试获取锁。
可设置为公平锁/非公平锁
- 默认是非公平锁，这里的非公平指的是可能会有新的线程来申请锁，当阻塞线程中的靠前的线程被唤醒，会和新来的线程竞争锁，这就是非公平锁，如果不竞争，则是公平锁。
- 通过构造函数传入boolean变量设置公平/非公平锁
支持多个条件变量。
- 不同于synchronized，reentrantlock可以通过newCondition方法设置多个条件变量，await让线程阻塞，signal/signalAll方法唤醒单个线程/全部线程。
```
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
Condition c1 = lock.newCondition();
c1.await(thread1);
c1.singal();
```
- await之前也需要先获取锁。

基本语法：

reentrantLock.lock();
try {//临界区
} finally {//释放锁reentratLock.unlock();
}

ReentrantLock中的Sync成员变量间接继承了AQS锁，构造函数通过设置NonFairSync/FairSync决定它是公平锁还是非公平锁。

Sync成员变量组成

State
blockingQueue双向链表
exclusiveOwnerThread：相当于owner

1.锁竞争原理：

当没有竞争时候：

当出现竞争（Thread1进来）：

双向链表中Node都是懒惰创建的，第一个节点是dummy节点，用来占位。
当线程进入acquireQueued逻辑，会在一个死循环中不断尝试获得锁，失败后进入park阻塞，

如果节点是第二位，则会再执行一次tryAcquire

失败后进入shouldParkAfterFailedAcquire逻辑，将前驱node的waitStatus改为-1，表示该节点有唤醒后面节点的责任。再次进入acquireQueued中调用shouldParkAfterFailedAcquire，发现前驱节点是-1，进入parkAndCheckInterrupt，进入park。
成功了，就会把当前节点设置成头节点，再把原来的dummy节点断开连接，把exclusiveOwnerThread设为当前节点（这里逻辑和进入阻塞队列被唤醒后是一样的）

protected final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {boolean failed = true;try {boolean interrupted = false;// 自旋（循环）尝试获取锁for (;;) {final Node p = node.predecessor(); // 获取前驱节点// 如果前驱是头节点，再次尝试获取锁if (p == head && tryAcquire(arg)) {setHead(node); // 成功获取，设置为头节点p.next = null; // 帮助GCfailed = false;return interrupted;}// 获取失败 → 阻塞当前线程，直到被唤醒if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&parkAndCheckInterrupt()) {interrupted = true;}}} finally {if (failed)cancelAcquire(node); // 取消获取，清理节点}}
}

3. 可重入原理：先判断申请锁线程是否为当前owner，通过把state每次通过CAS锁修改加acquires（值是1），反之，当释放时候就是就是每次 -1，当state为0时，再去设置owner为null。
4. 可打断原理：ReentrantLock有可打断模式和不可打断模式