深度解析 ReentrantLock 与 AQS 实现原理

在 Java 并发编程中，ReentrantLock 和 AbstractQueuedSynchronizer（AQS）是非常重要的概念和工具。理解它们的实现原理对于编写高效、可靠的并发程序至关重要。

ReentrantLock 是一个可重入的互斥锁，它提供了比内置的synchronized关键字更灵活和强大的功能。其核心实现依赖于 AQS 框架。

AQS 是一个用于构建同步器的基础框架。它维护了一个同步状态和一个等待队列。同步状态用于表示锁的持有情况，而等待队列则用于存储等待获取锁的线程。

ReentrantLock 的可重入特性是通过在获取锁时增加同步状态的值来实现的。每次成功获取锁，状态值增加，释放锁时则相应减少。这样，当同一个线程多次获取锁时，只要同步状态的值不为 0，就可以继续获取，从而实现了可重入。

在锁竞争时，如果当前线程获取锁失败，会将其封装成一个节点加入到 AQS 的等待队列中。等待队列采用双向链表的结构，遵循先进先出的原则。

当持有锁的线程释放锁时，会根据等待队列中的情况唤醒后续等待的线程。AQS 通过这种巧妙的设计，实现了高效的线程同步和等待机制。

AQS 的另一个重要特点是支持公平锁和非公平锁的实现。公平锁会按照等待线程的先后顺序获取锁，而非公平锁则允许插队，在一定程度上提高了系统的并发性能，但可能导致某些线程饥饿。

深入理解 ReentrantLock 与 AQS 的实现原理，有助于我们在实际编程中更好地选择和使用同步工具，避免常见的并发错误，提高程序的性能和可靠性。无论是在高并发的 Web 应用，还是复杂的分布式系统中，掌握这些知识都能让我们在并发编程的道路上更加游刃有余。

ReentrantLock 和 AQS 是 Java 并发编程领域的重要基石，不断学习和探索它们的奥秘，将为我们的编程技能带来质的提升。