重入锁关键地带:

1:使用unsafe的cas方式对AQS中的state成员变量进行“原子加一”操作。

2:如果当前线程多次lock,相当于对state在原有值基础上继续加一操作;释放锁的条件为“原子减一”到0为止。

3:ReentrantLock在非公平锁问题:

严格上讲并不是完全的非公平,当线程未获取到锁,进入线程Node链表时,并且链表有多个节点的情况下仍然要排队park,等待链表的先驱节点去unPark后才能继续执行。

而非公平是在首次尝试加锁的时候没有去理会线程的等待链表,如果首次尝试失败以后,会尝试判断锁是否被释放,如果当前锁已经被释放,二次尝试加锁的时候仍然不理会其它线程的等待链表,会直接尝试枷锁。

4:公平锁的关注点在hasQueuedPredecessors方法中:
(1)如果链表未创建,尝试直接对资源加锁;
(2)如果链表的头节点的next节点为null,也直接尝试加锁(实际就是当前线程重入);
(3)如果当前线程和持有锁的线程是同一线程,也直接加锁(实际就是当前线程重入);

 public final boolean hasQueuedPredecessors() {
// The correctness of this depends on head being initialized
// before tail and on head.next being accurate if the current
// thread is first in queue.
Node t = tail; // Read fields in reverse initialization order
Node h = head;
Node s;
return h != t &&
((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread());
}

ps:链表设计的比较巧妙,头节点要么是持有锁的节点,要么是Tread数据域是null的节点。因为在当前资源首次加锁的情况下是不进入链表等待的,作者虚拟出一个“替代节点”,一旦首次加锁执行完毕,那么会移除这个“替代节点”,让真正持有锁的节点成为链表的头节点。

 public final boolean hasQueuedPredecessors() {
// The correctness of this depends on head being initialized
// before tail and on head.next being accurate if the current
// thread is first in queue.
Node t = tail; // Read fields in reverse initialization order
Node h = head;
Node s;
return h != t &&
//下面这句话,实际就是当前线程重入
((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread());
}

5:入链表以后等待加锁的过程:

当一个节点入队以后,方法会返回该节点对象;
(1)如果发现当前节点的前一个节点是头节点,则当前线程立马尝试一次加锁,不用等待头节点主动unPark,当然头节点也会进行unPark;如果这次加锁失败则判断前一个节点是否Signal状态,如果是该状态则当前线程会自己park中断掉,等待先驱节点的唤醒。如果先驱节点不是Signal而是CANCELLED,一直沿着链表向前找,直到找到Signal后将自己链接到该节点的后面。

 final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}

(2)如果前驱结点不是head节点,那么直接执行是否中断逻辑。

private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
int ws = pred.waitStatus;
if (ws == Node.SIGNAL)
/*
* This node has already set status asking a release
* to signal it, so it can safely park.
*/
return true;
if (ws > 0) {
/*
* Predecessor was cancelled. Skip over predecessors and
* indicate retry.
*/
do {
node.prev = pred = pred.prev;
} while (pred.waitStatus > 0);
pred.next = node;
} else {
/*
* waitStatus must be 0 or PROPAGATE. Indicate that we
* need a signal, but don't park yet. Caller will need to
* retry to make sure it cannot acquire before parking.
*/
compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
}
return false;
}

汇总:
可以看出ReentrantLock的加锁机制相比1.6以前的sync关键字是轻量的:
(1)当只有1个线程加锁时,没有其它线程资源占用的情况,它并不会初始化等待链表,只有非常轻量的CAS操作。

(2)而且ReentrantLock支持对同一个资源多次加锁。

(3)即使存在队列,那么队列中第一个等待线程节点对象,会主动尝试去加锁。

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