鎖

鎖是用來鎖東西的，讓別人打不開也看不到！在線程中，用這個(gè)“鎖”隱喻來說明一個(gè)線程在“操作”一個(gè)目標(biāo)（如一個(gè)變量）的時(shí)候，如果變量是被鎖住的，那么其他線程就對這個(gè)目標(biāo)既“操作”不了（掛起）也無法看到目標(biāo)的內(nèi)容！對Java并發(fā)包，鎖的實(shí)現(xiàn)基本在java.util.concurrent.locks包中，說“基本”是因?yàn)?#xff0c;在java.util.concurrent中還有CountDownLatch(可以看成帶計(jì)數(shù)器的鎖)，CyclicBarrier，Semaphore（類似于信號量，但是也可以看成一個(gè)特殊的鎖）。這里我們先以java.util.concurrent.locks包為主來討論鎖的問題吧。我們來看看java.util.concurrent.locks包中到底有多少“鎖”，主要是這樣幾個(gè)接口及其實(shí)現(xiàn)：

Lock----------

??????????????????|---------ReadLock //讀鎖

???????????????? ?|------ReentrantLock??//并發(fā)鎖

??????????????????|------WriteLock //寫鎖

ReadWriteLock----------------

?????????????????????|-------------ReentrantReadWriteLock //并發(fā)讀寫鎖

以上：Lock和ReadWriteLock都是接口，是鎖行為的契約，其余部分都是實(shí)現(xiàn)，而ReadLock和WriteLock是作為ReentrantReadWriteLock的靜態(tài)內(nèi)部類存在，不能直接使用，也就是他們是ReentrantReadWriteLock的支持類，不是向外提供給外部程序使用的！

?

另外還發(fā)現(xiàn)有這樣抽象類：

AbstractOwnableSynchronizer---------

?????????????????????????????????????????????????????????|----------AbstractQueuedLongSynchronizer

?????????????????????????????????????????????????????????|-------AbstractQueuedSynchronizer

這幾個(gè)都是抽象類，但是沒有明顯的實(shí)現(xiàn)！沒有實(shí)現(xiàn)？其實(shí)是所有的Lock在其實(shí)現(xiàn)時(shí)使用的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，并且以來它們實(shí)現(xiàn)了鎖的機(jī)制，只要我們先把這幾個(gè)抽象類的實(shí)現(xiàn)邏輯搞清楚，Lock的原理就比較清楚了，理解了原理，使用Lock時(shí)就有的放矢了。

另外包中還有condition接口：

Condition------------

?????????????????????????????|---------?ConditionObject

這個(gè)接口和實(shí)現(xiàn)是干什么的？是用來實(shí)現(xiàn)“競賽條件”的，提供更加細(xì)粒度的線程鎖控制，也就是在某個(gè)條件下加鎖等操作。

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好了，java.util.concurrent.locks?中的基本“布局”和“結(jié)構(gòu)”現(xiàn)在已經(jīng)比較清楚了，下面我們將從AbstractOwnableSynchronizer抽象類開始講，這是整個(gè)Lock的核心，明白其實(shí)現(xiàn)能讓你了解如何“準(zhǔn)確”的使用鎖，而不是僅僅“知道電視機(jī)的按鈕而不知道里面的原理”，畢竟我們是搞開發(fā)的，對原理更應(yīng)該重視，你說是吧？

AbstractOwnableSynchronizer：

它依靠于CLH隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)鎖的機(jī)制

?????*??????+------+??prev +-----+???????+-----+

?????* head |??????| <---- |?????| <---- |?????|??tail

?????*??????+------+???????+-----+???????+-----+

?

采用的CHL模型采用下面的算法完成FIFO的入隊(duì)列和出隊(duì)列過程,而正是入隊(duì)和出隊(duì)的實(shí)現(xiàn)“模擬”了“鎖”的效用！

對于入隊(duì)列(enqueue)：采用CAS操作，每次比較尾結(jié)點(diǎn)是否一致，然后插入的到尾結(jié)點(diǎn)中。

?

do {

?

????????pred = tail;

?

}while ( !compareAndSet(pred,tail,node) );

對于出隊(duì)列(dequeue):由于每一個(gè)節(jié)點(diǎn)也緩存了一個(gè)狀態(tài)，決定是否出隊(duì)列，因此當(dāng)不滿足條件時(shí)就需要自旋等待，一旦滿足條件就將頭結(jié)點(diǎn)設(shè)置為下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

?

while (pred.status != RELEASED) ;

?

head??= node;

?

有三個(gè)核心字段：

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private volatile int state;

?

private transient volatile Node head;

?

private transient volatile Node tail;

其中state描述的有多少個(gè)線程取得了鎖，對于互斥鎖來說state<=1。head/tail加上CAS()操作就構(gòu)成了一個(gè)CHL的FIFO隊(duì)列。下面是Node節(jié)點(diǎn)的屬性。

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volatile int waitStatus;?節(jié)點(diǎn)的等待狀態(tài)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)可能位于以下幾種狀態(tài)：

?

CANCELLED = 1：?節(jié)點(diǎn)操作因?yàn)槌瑫r(shí)或者對應(yīng)的線程被interrupt。節(jié)點(diǎn)不應(yīng)該不留在此狀態(tài)，一旦達(dá)到此狀態(tài)將從CHL隊(duì)列中踢出。

SIGNAL = -1：?節(jié)點(diǎn)的繼任節(jié)點(diǎn)是（或者將要成為）BLOCKED狀態(tài)（例如通過LockSupport.park()操作），因此一個(gè)節(jié)點(diǎn)一旦被釋放（解鎖）或者取消就需要喚醒（LockSupport.unpack()）它的繼任節(jié)點(diǎn)。

CONDITION = -2：表明節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的線程因?yàn)椴粷M足一個(gè)條件（Condition）而被阻塞。

0：?正常狀態(tài)，新生的非CONDITION節(jié)點(diǎn)都是此狀態(tài)。

非負(fù)值標(biāo)識節(jié)點(diǎn)不需要被通知（喚醒）。

volatile Node prev;此節(jié)點(diǎn)的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)的waitStatus依賴于前一個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。

?

volatile Node next;此節(jié)點(diǎn)的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)。后一個(gè)節(jié)點(diǎn)是否被喚醒（uppark()）依賴于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否被釋放。

?

volatile Thread thread;節(jié)點(diǎn)綁定的線程。

?

Node nextWaiter;下一個(gè)等待條件（Condition）的節(jié)點(diǎn)，由于Condition是獨(dú)占模式，因此這里有一個(gè)簡單的隊(duì)列來描述Condition上的線程節(jié)點(diǎn)。

以上只是一個(gè)簡單的描述吧，只要知道AbstractOwnableSynchronizer的核心是一個(gè)CHL隊(duì)列，而AbstractOwnableSynchronizer是所有Lock的基礎(chǔ)，在講具體Lock的時(shí)候，我將“回溯”到AbstractOwnableSynchronizer，凡是具體Lock調(diào)用AbstractOwnableSynchronizer的方法的時(shí)候，我將具體講一下其實(shí)現(xiàn)，并對應(yīng)著Lock對應(yīng)方法的實(shí)現(xiàn)，這樣就能徹底搞清楚具體Lock的原理了，也就能在使用時(shí)游刃有余了。

對于那些真正需要探知Lock一切底細(xì)的家伙而言，我找了個(gè)文檔，作為附件，是并發(fā)作者的論文，不過你需要英文好一些才可以哦

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/isoftware/p/3794996.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的有关Java 锁原理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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