JUC 一 ReentrantLock 可重入锁

java.util.concurrent.locks

ReentrantLock即可重入锁，实现了Lock和Serializable接口

ReentrantLock和synchronized都是可重入锁。

基本原理

ReentrantLock的基本原理：

    底层依赖AbstractQueuedSynchronizer。

    先通过CAS尝试获取锁。

    如果此时已经有线程占据了锁，那就加入CLH队列并且被挂起。

    当锁被释放之后，排在CLH队列队首的线程会被唤醒，然后CAS再次尝试获取锁。

非公平锁：
    如果同时还有另一个线程进来尝试获取，那么有可能会让这个线程抢先获取

公平锁：
    如果同时还有另一个线程进来尝试获取，就会排到队尾，由队首的线程获取到锁

可重入锁

同步方法调用同一对象另一个同步方法，可以重复获得此对象的锁，又叫递归锁：

1. ReentrantLock和synchronized都是可重入的。
2. synchronized因为可重入因此可以放在被递归执行的方法上,且不用担心线程最后能否正确释放锁；
3. ReentrantLock需要手动加锁和解锁,且解锁的操作尽量要放在finally代码块中,保证线程正确释放锁。
4. ReentrantLock在重入时要确保重复获取锁的次数必须和重复释放锁的次数一样，否则可能导致其他线程无法获得该锁。

显示锁

synchronized被称之为隐式锁，Lock被称之为显示锁

显示锁：

1. 即需要显示通过lock()方法上锁，且必须显示通过unlock()方法进行释放锁。
2. 通常为了保证锁的释放，将unlock()方法放在finally中。

公平锁

ReentrantLock构造函数中提供了两种锁：创建公平锁和非公平锁（默认）

1. 在公平的锁上，线程按照他们发出请求的顺序获取锁，如果有另一个线程持有锁或者有其他线程在等待队列中等待这个锁，那么新发出的请求的线程将被放入到队列中。
2. 在非公平锁上，则允许插队（插队失败，则放入队尾排队）
3. 非公平锁性能高于公平锁性能（JVM 会自动计算如何处理更快速来调度插队）
4. 当持有锁的时间相对较长或者请求锁的平均时间间隔较长，应该使用公平锁。

public ReentrantLock() {
       sync = new NonfairSync();
}

public ReentrantLock(boolean fair) {
       sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}

Lock接口

Modifier and Type	Method	Description
void	lock()	获取锁
void	lockInterruptibly()	当前线程没有被中断时获取锁（中断抛出中断异常）
Condition	newCondition()	返回绑定到此Lock实例的新Condition实例
boolean	tryLock()	只有在调用时它是空闲的才能获取锁
boolean	tryLock(long time, TimeUnit unit)	如果在给定的等待时间内空闲并且当前线程未被中断，则获取锁
void	unlock()	释放锁

tryLock、lock 和 lockInterruptibly 的区别

1. tryLock能获得锁就返回true，不能就立即返回false。
2. tryLock(long timeout,TimeUnit unit)，可以增加时间限制，如果超过该时间段还没获得锁，返回false。
3. lock能获得锁就返回true，不能的话一直等待获得锁。
4. lock和lockInterruptibly：如果两个线程分别执行这两个方法，但此时中断这两个线程（thread.interrupt()），lock优先考虑获取锁，待获取锁成功后，才响应中断，不会抛出异常。而lockInterruptibly会立即中断，抛出异常。（当一个线程获取了锁之后，是不会被interrupt()方法中断的）

Condition接口

Condition是一个多线程协调通信的工具类，可以让某些线程一起等待某个条件（condition），只有满足条件时，线程才会被唤醒。

synchronized结合Object上的wait和notify方法可以实现线程间的等待通知机制。

ReentrantLock结合Condition接口同样可以实现这个功能。

Condition的强大之处在于它可以为多个线程间建立不同的Condition， 使用synchronized wait()只有一个阻塞队列，notifyAll会唤起所有阻塞队列下的线程，而使用lock condition，可以实现多个阻塞队列，signalAll只会唤起某个阻塞队列下的阻塞线程。

Condition由ReentrantLock对象创建,并且可以同时创建多个
    static Condition notEmpty = lock.newCondition();
    static Condition notFull = lock.newCondition();

Condition接口在使用前必须先调用ReentrantLock的lock()方法获得锁。
之后调用Condition接口的await()将释放锁,并且在该Condition上等待,
直到有其他线程调用Condition的signal()方法唤醒线程。

使用方式和wait,notify类似。

Condition的signal()方法，将会唤醒在等待队列中等待时间最长的节点（首节点）