春节假期颇为无聊，就肝了一遍ReentrantLock的源码，收获颇多，特与大家分享。文章中有什么错误的地方欢迎各位大佬指正~~
首先我们来看一下ReentrantLock锁的简单使用
以上就是一个ReentrantLock的简单使用案例，在多线程访问临界资源场景下，可以保证线程安全。那么我们来看一下是ReentrantLock如何实现加锁和解锁逻辑的呢？首先，我们来看一下ReentrantLock的继承体系
ReentrantLock实现了Lock接口，此接口是java锁实现的顶层接口。同时ReentrantLock存在一个静态内部类Sync继承自AbstractQueuedSynchronizer，也就是著名的AQS抽象队列同步器，Sync包含两个实现FairSync和NonfairSync，通过ReentrantLock的无参构造方法我们发现，ReentrantLock默认采用的是非公平锁
那么我们从lock.lock()开始分析，先看当第一个线程进入默认非公平锁的lock()方法时
先通过compareAndSetState(0, 1)方法的cas操作，判断是否可以将AQS的静态成员变量state由0改为1（stateOffset是state属性在内存中的偏移量），此时是第一个线程尝试修改，必然成功，然后执行setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread())方法
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread())其实就是将当前线程赋值给exclusiveOwnerThread属性，表示独占模式下的线程持有者
到此处第一个线程就加锁成功了，此时第二个线程尝试获取锁，compareAndSetState(0, 1)方法返回false，执行acquire(1)逻辑
我们先看tryAcquire(arg)方法，其实调用的是nonfairTryAcquire(acquires)方法
首先获取当前线程，拿到同步标识state，此时state已经为1，执行else if逻辑，显然当前线程不是独占模式的线程持有者，返回false，即!tryAcquire(arg)为true，接下来我们来看acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))方法，首先进入addWaiter(Node.EXCLUSIVE)
AQS内部会维持一个同步等待队列，也称CLH队列，CLH队列是Craig、Landin、Hagersten三人发明的一种基于双向链表数据结构的队列，是FIFO先进先出线程等待队列，在AQS代码的注释中有一个说明（详见上图）。而Node node =new Node(Thread.currentThread(), mode)正是将当前获取锁失败的线程封装在CLH队列的Node节点中，当第二个线程进入此方法时，tail节点还是null，所以直接进入enq(node)方法
第一步当第二个线程进入此方式时，tail节点仍是null，然后通过compareAndSetHead(new Node())创建head节点，并赋值给tail节点，此处同样采用了cas保证线程安全
第二步再次进入for循环，此时tail节点已不为null，执行else逻辑，首先将node的前驱指针指向tail节点，然后通过cas操作将当前node修改为tail节点，最后将原来的tail节点的后继指针指向当前node，退出循环。当前CLH链表结构如下
接下来执行acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))方法
我们看到又是一个自旋~~
首先通过final Node p = node.predecessor()拿到node的前驱节点，因为是Thead2，所以拿到的就是head节点，然后再次通过tryAcquire(arg)尝试获取锁，当然是获取失败，进入shouldParkAfterFailedAcquire(p, node)方法
判断head的waitStatus的值，因为head的waitStatus为0，进入compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL)，通过cas将head节点的waitStatus改为了-1，通过注释发现状态SIGNAL表示下一个线程等待唤醒，修改完成后返回false，再次进入自旋
再次进入shouldParkAfterFailedAcquire(p, node)方法，此时pre的waitStatus已经为-1，返回true，接下来执行parkAndCheckInterrupt()方法
我们看到此时通过了LockSupport.park(this)将当前线程的state置为waiting状态，到此处线程2就被挂起了，我们接下来来看线程1的解锁方法
首先进入tryRelease(arg)方法
我们看到解锁的逻辑比较简单，首先获取到state减去1，然后将exclusiveOwnerThread属性置为null后返回true，继续执行release(int arg)方法，获取CLH队列的head节点，此时head节点不为null，并且waitStatus状态为-1，进入if条件判断，执行unparkSuccessor(h)方法
现将head节点的waitStatus值重置为0，然后获取到head节点的后继node，此时node当然不为null，执行LockSupport.unpark(s.thread)唤醒node节点中的Thread2，Thread2由waiting状态改为running状态，继续执行原有的逻辑，第三次进入自旋
此时由于线程一已经释放了锁，线程二获取锁成功，tryAcquire(arg)返回true，进入第一个if判断
第一步，将当前节点置为head节点，将thread属性和prev属性置为null
第二步，删除原来的head节点的next指针，此时CLH队列结构变为
至此，整个流程就已经结束了。
总结：synchronized和ReentrantLock分别是jvm和java对管程的不同实现，在设计思想上是相通的。通过对ReentrantLock源码的阅读，加深了对并发的理解。全部源码跟下来不得不说设计者通过两个自旋巧妙的实现了CLH队列初始化和阻塞线程获取锁的操作，十分精妙。当然，ReentrantLock还有其他的实现和功能，后续再继续分享给大家~~
