ReentrantLock 实现原理

ReentrantLock中依赖了AbstractQueuedSynchronizer 类来实现线程的同步，ReentrantLock的类关系图及依赖情况如图所示：

ReentrantLock 中定义了一个Sync的同步类，它有两个实现，一个是FairSync（公平同步），一个是NonfairSync（非公平同步），两者分别代表 ReentrantLock 中锁竞争的公平和非公平特性。而Sync同步类继承了AbstractQueuedSychronizer抽象类，对于排他锁的逻辑是在AbstractQueuedSynchronizer中完成的。

AbstractQueuedSynchronizer（AQS） 是ReentrantLock 实现锁同步的核心类，实际上在J.U.C 中大部分组件都依赖于 AbstractQueuedSynchronizer。
AQS中提供了如下两种锁的实现：

• 独占锁，同一时刻只允许有一个线程获得锁。
• 共享锁，同一时刻允许有多个线程同时获得锁。

AQS是一个抽象类，所以在使用时，我们需要继承该类，然后实现共享变量state的获取和释放，而AQS帮我们完成了线程等待队列的维护和唤醒，具体需要重写的方法：

• tryAcquire(int) ：独占方式。尝试获取资源，成功则返回true，失败则返回false。
• tryRelease(int)：独占方式。尝试释放资源，成果则返回true，失败则返回false。
• tryAcquireShared(int)：共享方式。尝试获取资源。负数表示失败；0表示成功，但没有剩余可用资源；正数表示成功，且有剩余可用资源。
• tryReleaseShared(int)：共享方式。尝试释放资源，如果释放后允许唤醒后续等待结点则返回true，否则返回false。

以ReentrantLock 重入锁为例，互斥变量state初始值为0，表示未锁定状态。
如果线程t1调用lock()方法，则实际上会调用tryAcquire()方法将 state通过CAS修改为1。
此后，其他线程再调用tryAcquire()方法时就会失败，直到t1线程调用unlock()方法且 state=0之后，其他线程才有机会获得锁。
而t1线程在释放锁之前，可以重复获取该锁资源。
这个重复过程是基于state累加来统计的，这就是可重入的概念。
t1线程重入了多少次就需要释放多少次。

AbstractQueuedSynchronizer 基于排他锁的实现原理如下图所示：