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Java可重入锁怎么理解 Java ReentrantLock底层原理【源码】

老婷姑娘_8764

老婷姑娘_8764

发布时间:2026-03-28 08:17:35

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来源于php中文网

原创

可重入锁本质是线程绑定的state计数器:每次lock()使state+1,unlock()使state-1,仅state==0时才真正释放;必须严格配对调用,且不可跨线程传递。

java可重入锁怎么理解 java reentrantlock底层原理【源码】

可重入锁不是“能重复调用lock()”,而是线程级计数器在起作用

很多人以为“同一个线程调两次 lock() 不死锁”就是可重入,其实这只是表象。真正关键的是:ReentrantLock 内部靠 AQS 的 state 字段做**重入计数**,且绑定到当前线程(exclusiveOwnerThread)。每次成功加锁,state +1;每次 unlock(),state -1;只有 state == 0 时才算真正释放锁。

这意味着:

  • 嵌套调用必须严格配对——lock() 三次就得 unlock() 三次,少一次,锁还在你手上;多一次会直接抛 IllegalMonitorStateException
  • 不能跨线程传递锁:A线程 lock() 后把锁对象传给B线程,B调 unlock() 会失败(因为 exclusiveOwnerThread != B)
  • isHeldByCurrentThread() 是唯一安全的“我有没有持锁”判断方式,别用 getHoldCount() == 0 反推

公平锁 vs 非公平锁:差别就在第一行 CAS 尝试

看源码最直观的分水岭在 NonfairSync.lock() 和 FairSync.lock() 的第一句:

  • 非公平锁:if (compareAndSetState(0, 1)) —— 新线程上来就插队抢,抢不到才老老实实进队列
  • 公平锁:直接跳过这步,直奔 acquire(1),也就是先查队列里有没有人等着,有就排队,绝不插队

所以“公平”不是指绝对时间公平,而是指「不绕过同步队列」。实际压测中,非公平锁吞吐量通常高 10%~20%,但极端场景下可能让某个线程饿死(比如持续高并发+短临界区)。

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构造时选哪个?
new ReentrantLock() → 默认非公平,适合大多数业务
new ReentrantLock(true) → 公平,仅当你明确需要避免饥饿、且能接受性能折损时启用

为什么 lockInterruptibly() 能中断,而 lock() 不能?

根本区别不在锁本身,而在 AQS 的获取逻辑分支:

  • lock() 走的是 acquire(1),内部调用 tryAcquire() 失败后,直接进队列挂起,**忽略中断状态**
  • lockInterruptibly() 走的是 acquireInterruptibly(1),它会在挂起前检查 Thread.interrupted(),一旦发现已中断,立刻抛出 InterruptedException 并退出

典型误用:
try { lock.lockInterruptibly(); } catch (InterruptedException e) { /* 忘了恢复中断状态或没清理资源 */ }
正确做法是:捕获后要么向上抛,要么显式 Thread.currentThread().interrupt() 恢复标记,否则下游逻辑可能收不到中断信号。

别漏掉 unlock(),也别在 finally 外写它

这是 ReentrantLock 最容易翻车的地方——synchronized 由 JVM 自动释放,而它全靠你手动。
常见错误:

  • 写在 if 分支里,某些路径没执行到 unlock()
  • 放在 try 块末尾,没包在 finally 中,一旦临界区抛异常,锁永远卡住
  • 用在 lambda 或异步回调里,线程切换后 unlock() 执行在错误线程上(直接失败)

唯一安全模式:

lock.lock();
try {
    // 业务代码
} finally {
    lock.unlock(); // 这行必须存在,且不能被条件控制
}

注意:如果临界区可能耗时极长(如 IO),考虑用 tryLock(long, TimeUnit) 加超时,避免无限等待拖垮整个线程池。

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