Lock

Lock相對於synchronized關鍵字的優點：

• 能夠顯式的加鎖解鎖，更有操做性
• 獲取到鎖的線程可以響應中斷，當獲取到鎖的線程倍中斷是，中斷異常將會被拋出，勇士鎖會被釋放
• 超時獲取鎖，在指定的截止時間以前獲取鎖，若是截止時間到了仍舊沒法得到鎖，則返回

Lock的API：

隊列同步器AbstractQueuedSynchronizer，使用來構建鎖或者其餘同步組件的基礎框架，鎖是面向使用者的。它定義了使用者與鎖交互的接口，隱藏了實現細節；同步器面向的是鎖的實現者，它簡化了鎖的實現方式，屏蔽了同步狀態管理、線程的排隊、等待與喚醒等底層操做。

 

同步器使用了模板方法模式，從新同步器指定的方法時，須要使用同步器提供的以下3個方法來訪問或修改同步狀態：

getState()：獲取當前同步狀態

setState(int newState)：設置當前同步狀態

compareAndSetState(int expect, int update)：使用CAS設置當前狀態，該方法可以保證狀態設置的原子性

 

同步器依賴內部的同步隊列（一個FIFO雙向隊列）來完成同步狀態管理

同步隊列準訊FIFO，首節點是獲取同步狀態成功的節點，首節點的線程在釋放同步狀態時，將會喚醒後續節點，然後續節點將會在獲取同步狀態成功時將本身設置爲首節點，以下：

獨佔式同步狀態獲取流程，也就是acquire(int arg)方法調用流程，以下圖：

獨佔獲取鎖的過程：

1. 調用tryAcquire(int arg)這個方法的實現中公平鎖和非公平鎖有點區別，公平鎖會判斷隊列是否爲空，若是爲空或者當前線程是首節點的下一個節點（正好在輪詢CAS）這嘗試CAS更改一次鎖狀態，若是失敗進入下一步；
2. 將當前線程封裝成一個獨佔Node使用CAS自旋加入隊列尾部，而且自旋搶奪鎖，不過因爲判斷條件會判斷當前節點是否爲首節點的子節點，因此非第二個節點並不會真的發起CAS；
3. 當前節點判斷前一個節點爲狀態爲0，會在設置狀態爲SIGNAL(-1)，下一次循環當前一個節點爲SIGNAL，當前線程陷入等待；

 

共享鎖和獨佔鎖的區別主要是鎖狀態的區別，獨佔鎖狀態只有0--空閒1--獨佔，共享鎖能夠>1，每次加鎖數字加1，解鎖-1，或者像Semaphore的實現，根據傳入的許可證總數permits，每次加鎖自減1，當值爲0時，加鎖失敗，加入同步隊列

 

獨佔超時同步狀態獲取流程，以下圖：

ReentrantReadWriteLock：

鎖狀態設計頗有意思使用一個int值，高16位表示讀鎖狀態，低16位表示寫鎖狀態。

 

寫鎖持有狀態，除了持有鎖的線程能夠重入加寫鎖，或者加讀鎖，其餘線程不能加鎖。

讀鎖持有狀態，其餘線程能夠加讀鎖不能加寫鎖。

 

LockSupport方法：

 

Condition方法：