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Java 中 ReentrantLock 怎么通过源码追踪加锁的完整路径

胖静君_3543

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发布时间:2026-11-05 08:13:50

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来源于php中文网

原创

ReentrantLock加锁路径本质是AQS的acquire流程:先调用Sync.lock()选择公平/非公平实现,再进入AQS.acquire(1),执行tryAcquire尝试获取,失败则acquireQueued入队自旋等待,最终park挂起。

java 中 reentrantlock 怎么通过源码追踪加锁的完整路径

ReentrantLock 的加锁路径本质是 AQS(AbstractQueuedSynchronizer)的 acquire 流程,核心在 lock() 调用后进入 AQS 的独占式获取逻辑。下面从源码层级逐层追踪完整路径,聚焦关键方法、状态流转和关键判断点,不展开无关细节。

1. ReentrantLock.lock() → Sync.lock() 选择公平/非公平实现

ReentrantLock 是一个门面类,内部持有静态抽象类 Sync 的子类实例(NonfairSync 或 FairSync)。调用 lock() 实际委托给具体 Sync 实现:

  • NonfairSync.lock():先尝试 CAS 抢占锁(compareAndSetState(0, 1)),成功则设置 owner 为当前线程;失败才走 AQS 公共流程。
  • FairSync.lock():直接跳过抢占,无条件走 acquire(1),保证 FIFO 公平性。

2. 进入 AQS.acquire(int arg) —— 核心入口

无论公平与否,最终都会进入 AbstractQueuedSynchronizer.acquire(1)(arg=1 表示独占模式申请一个单位):

  • 先调用 tryAcquire(arg):由子类(即 Sync)实现,决定是否能立即获得锁;
  • 若返回 true,整个加锁完成;
  • 若返回 false,执行 acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg),开始排队等待。

3. tryAcquire(arg) 在 NonfairSync/FairSync 中的具体逻辑

这是锁语义的关键差异点,源码位于 ReentrantLock.java 内部类中:

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  • NonfairSync.tryAcquire:   ① 若 state == 0,直接 CAS 尝试获取(体现“非公平”);   ② 若 state > 0 且当前线程是 owner,则 state++(可重入);   ③ 否则返回 false。
  • FairSync.tryAcquire:   ① 必须先检查 !hasQueuedPredecessors()(即队列为空或当前节点是头结点后第一个)才允许尝试 CAS;   ② 其余同上(state==0 时 CAS,或可重入)。

注意:hasQueuedPredecessors() 是公平性的核心判断,通过读取 AQS 队列 head/tail 和前驱节点状态实现,不依赖 synchronized。

4. acquireQueued(addWaiter(...), arg) —— 入队与自旋等待

当 tryAcquire 失败后,走标准排队流程:

  • addWaiter(Node.EXCLUSIVE):创建新 Node(thread=current, mode=EXCLUSIVE),CAS 插入同步队列尾部;失败则退化为循环 CAS 直到成功。
  • acquireQueued(final Node node, int arg):   ① 自旋中反复调用 shouldParkAfterFailedAcquire(pred, node) 判断是否该挂起;   ② 若前驱节点 status == -1(SIGNAL),则调用 parkAndCheckInterrupt() 阻塞当前线程;   ③ 被唤醒后再次尝试 tryAcquire,成功则将 node 设为 head 并返回;失败则继续循环。

注意:挂起前会把前驱节点的 waitStatus 设为 SIGNAL(-1),确保释放锁时能唤醒后继节点。

整个路径终点是:线程在 LockSupport.park() 挂起,直到被前驱节点在 unparkSuccessor() 中唤醒,再重新竞争 state —— 这就是 ReentrantLock 加锁的完整闭环。

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