📒 ReentrantLock 用法与源码剖析笔记
🚀 一、ReentrantLock 核心特性
- 🔄 可重入性：同一线程可重复获取锁（最大递归次数为
Integer.MAX_VALUE） - 🔧 公平性：支持公平锁（按等待顺序获取）和非公平锁（默认，允许插队）
- ⏰ 超时机制：
tryLock(long timeout, TimeUnit unit) - 🚫 可中断：
lockInterruptibly()允许响应中断 - 🔗 条件变量：
Condition实现精准线程唤醒（对比Object.wait/notify）
🛠️ 二、基础用法模板
java">ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// 非公平锁（默认） vs 公平锁（new ReentrantLock(true)）
lock.lock(); // 📌 阻塞获取锁
try {
// 临界区代码
} finally {
lock.unlock(); // ⚠️ 必须放在 finally 块！
}
// 高级用法示例
if (lock.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) { // ⏳ 带超时尝试
try {
// ...
} finally {
lock.unlock();
}
}
🔍 三、源码架构分析
-
Sync 同步器（继承 AQS）
- NonfairSync（非公平锁实现）
- FairSync（公平锁实现）
-
AQS 核心机制
- state 字段：锁状态计数器（0=未锁定，>0=锁定次数）
- CLH 队列：线程等待队列（双向链表实现）
⚙️ 四、关键方法源码解析
🔑 1. lock() 方法对比
java">// 非公平锁实现
final void lock() {
if (compareAndSetState(0, 1)) // 🚀 直接尝试插队
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
acquire(1);
}
// 公平锁实现
final void lock() {
acquire(1); // ⚖️ 必须排队
}
// AQS 核心方法
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
🔄 2. tryAcquire 差异
java">// 非公平锁 tryAcquire
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
return nonfairTryAcquire(acquires); // 🎲 允许插队
}
// 公平锁 tryAcquire
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
if (getQueueLength() > 0 &&
getExclusiveOwnerThread() != Thread.currentThread()) {
return false; // 🚧 队列有等待线程时禁止获取
}
// ...后续与非公平锁相同
}
💡 五、设计亮点与注意事项
- � 性能取舍：非公平锁吞吐量更高（减少线程切换），但可能产生线程饥饿
- � 锁释放必须：unlock() 必须执行（建议用 try-finally 包裹）
- 🧵 Condition 高级用法：实现多条件等待（典型应用：生产者-消费者模型）
- ⚠️ 避免死锁：加锁顺序要一致，超时机制可作为兜底
📊 六、与 synchronized 对比
| 特性 | ReentrantLock | synchronized |
|---|---|---|
| 实现机制 | API 层面 | JVM 内置 |
| 锁释放 | 必须显式 unlock() | 自动释放 |
| 公平性 | 可配置 | 非公平 |
| 中断响应 | 支持 | 不支持 |
| 条件变量 | 多 Condition | 单 Object monitor |
| 性能 | 高竞争时更优 | 优化后差距缩小 |
🌟 七、最佳实践建议
- 🆚 优先选择：需要高级功能时用 ReentrantLock，简单场景用 synchronized
- 🧪 锁测试：用 ThreadMXBean 检测死锁
- 📏 锁粒度：尽量缩小锁作用域
- 🧮 性能监控：关注
getQueueLength()等统计方法
