显示锁-ReentrantLock

1、概念：ReentrantLock实现了Lock接口，并且提供了和Synchronized相同的互斥性和内存可见性。另外，ReentrantLock并不是用来代替Synchronized的，而是当Synchronized的加锁机制不合适时，作为一种可选择的高级功能。

2、对比Synchronized

• 皆可重入：两者都提供了可重入的语义。
• ReentrantLock更加灵活：
  （1）ReentrantLock可以终止一个正在等待锁的线程。
  （2）设置轮询锁，尝试获取锁，设置一定次数，轮询该次数后依然没有获取到锁，则放弃获取。
  （3）设置定时锁，在规定时间内去获取锁，超过这个时间，则放弃获取。
• ReentrantLock必须显示的加锁和释放锁，如果忘记在finally中忘记释放锁，那么就相当于埋下了一颗定时炸弹，因此具有一定的“危险性”；Synchronized在发生异常时会自动释放锁，避免了异常时的死锁。
• 吞吐量：Java5.0时，ReentrantLock性能会好很多；到了Java6.0，两者的效果差不多。

3、公平锁和非公平锁

? ? ? ? 公平锁确保被阻塞的线程都能够获取到锁，避免了线程获取锁的饥饿现象；但是在激烈竞争的情况下，线程从内核态转变为用户态存在着严重的延迟，此时会带来性能的影响。

? ? ? ? 非公平锁则是让线程可以”插队“，在非公平锁的情况下，新来的线程只有在锁被别的线程持有时，才会进入队列，不然不会进入队列，而是立即参与竞争，如果竞争成功，则省去了线程状态切换的开销，这说明了某些情况下，非公平锁比公平锁性能要好。但是，非公平锁会出现饥饿现象。

? ? ? ? Synchronized是非公平锁。

????????ReentrantLock可以自主选择，默认是非公平锁；如果创建时传入true，则是公平锁。

    public ReentrantLock() {
        sync = new NonfairSync();
    }
 
    public ReentrantLock(boolean fair) {
        sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
    }

4、抉择

? ? ? ? 只有在内置锁无法满足要求的情况下，才应该去考虑ReentrantLock，ReentrantLock作为一种高级的备选方案，选择它的原因是因为它的高级功能。如若不然，有限考虑Synchronized。

5、原理

1. 锁的竞争，通过互斥变量，使用CAS机制实现；没有竞争到锁的线程使用AbstractQueuedSynchronizer线程同步器来存储，同步器底层通过双向链表实现，当锁被释放之后，会从AQS队列头部唤醒一个线程。
2. 锁重入原理：AQS里面有一个成员变量来保存当前获取到锁的的线程，如果该线程再次获取锁，那么就可以直接增加锁的重入次数，不会走竞争逻辑。