摘要：概述前面已經(jīng)講解了關(guān)于的非公平鎖模式，關(guān)于非公平鎖，內(nèi)部其實(shí)告訴我們誰(shuí)先爭(zhēng)搶到鎖誰(shuí)就先獲得資源，下面就來(lái)分析一下公平鎖內(nèi)部是如何實(shí)現(xiàn)公平的如果沒(méi)有看過(guò)非公平鎖的先去了解下非公平鎖，因?yàn)檫@篇文章前面不會(huì)講太多內(nèi)部結(jié)構(gòu)，直接會(huì)對(duì)源碼進(jìn)行分析前文

前面已經(jīng)講解了關(guān)于AQS的非公平鎖模式，關(guān)于NonfairSync非公平鎖，內(nèi)部其實(shí)告訴我們誰(shuí)先爭(zhēng)搶到鎖誰(shuí)就先獲得資源，下面就來(lái)分析一下公平鎖FairSync內(nèi)部是如何實(shí)現(xiàn)公平的？如果沒(méi)有看過(guò)非公平鎖的先去了解下非公平鎖，因?yàn)檫@篇文章前面不會(huì)講太多內(nèi)部結(jié)構(gòu)，直接會(huì)對(duì)源碼進(jìn)行分析

前文連接地址：圖解AQS原理之ReentrantLock詳解-非公平鎖

本文分析的JDK版本是1.8
溫馨提示：讀本文內(nèi)容建議結(jié)合之前寫的非公平，前篇設(shè)計(jì)了很多基礎(chǔ)性內(nèi)容

在源碼分析之前，我們先來(lái)看一下ReentrantLock如何切換獲取鎖的模式呢？其實(shí)是在構(gòu)造器中傳遞指定的類型變量來(lái)控制使用鎖的方式，如下所示：

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

當(dāng)fair參數(shù)指定為true時(shí)，代表的是公平鎖，如果指定為false則使用的非公平，無(wú)參的構(gòu)造函數(shù)默認(rèn)使用的是非公平模式，如下所示：

public ReentrantLock() {
    sync = new NonfairSync();
}

接下來(lái)我們以一個(gè)例子來(lái)進(jìn)行后面的說(shuō)明：

public class ReentrantLockDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        AddDemo runnalbeDemo = new AddDemo();
        Thread thread = new Thread(runnalbeDemo::add);
        thread.start();
        Thread.sleep(500);
        Thread thread1 = new Thread(runnalbeDemo::add);
        thread1.start();
        System.out.println(runnalbeDemo.getCount());
    }

    private static class AddDemo {
        private final AtomicInteger count = new AtomicInteger();
        private final ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(true);
        private final Condition condition = reentrantLock.newCondition();

        private void add() {
            try {
                reentrantLock.lockInterruptibly();
                count.getAndIncrement();
            } catch (Exception ex) {
                System.out.println("線程被中斷了");
            } finally {
//                reentrantLock.unlock();
            }
        }

        int getCount() {
            return count.get();
        }
    }
}

我們通過(guò)源碼可以看到這里我們啟動(dòng)了兩個(gè)線程，兩個(gè)線程分別進(jìn)行同步鎖操作，這里我并沒(méi)有釋放掉鎖，因?yàn)榉奖惴治鲫?duì)列的情況，當(dāng)然你也可以在內(nèi)部寫一個(gè)死循環(huán)，不釋放鎖就可以了，我這里簡(jiǎn)單的不釋放鎖，使用的是可中斷的獲取鎖操作方法lockInterruptibly，這里內(nèi)部的原理我們上一篇文章中已經(jīng)講解過(guò)了，這里并不過(guò)多的去分析內(nèi)部原理，這個(gè)ReentrantLock的lockInterruptibly調(diào)用內(nèi)部類AQS的acquireInterruptibly，但是其實(shí)是FairSync內(nèi)部類繼承了內(nèi)部類Sync，而內(nèi)部類Sync有繼承了AbstractQueuedSynchronizer簡(jiǎn)稱AQS，acquireInterruptibly源碼信息如下所示：

public final void acquireInterruptibly(int arg)
        throws InterruptedException {
    if (Thread.interrupted())
        throw new InterruptedException();
    if (!tryAcquire(arg))
        doAcquireInterruptibly(arg);
}

這里我們通過(guò)上一篇文章得知tryAcquire是需要子類去實(shí)現(xiàn)的方法，我們?cè)诶又兄付耸褂玫氖枪芥i，所以tryAcquire方法的實(shí)現(xiàn)是在ReentrentLock的FairSync類中，我們來(lái)具體看一下這個(gè)方法，重點(diǎn)也在這個(gè)方法中其他的其實(shí)都是一樣的，因?yàn)橛玫姆椒ǘ紩?huì)一樣的非公平和公平鎖的調(diào)用，唯獨(dú)不一樣的就是子類實(shí)現(xiàn)的方法是不相同的，接下來(lái)我們就來(lái)看一下公平鎖的tryAcquire是如何實(shí)現(xiàn)的？

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
    final Thread current = Thread.currentThread();
    int c = getState();
    if (c == 0) {
        if (!hasQueuedPredecessors() &&                                //判斷是否有等待的線程在隊(duì)列中
            compareAndSetState(0, acquires)) {                //嘗試爭(zhēng)搶鎖操作
            setExclusiveOwnerThread(current);                    //設(shè)置當(dāng)前線程獨(dú)占鎖資源
            return true;                                                            //獲得鎖成功
        }
    }
    else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {    //當(dāng)前線程和獨(dú)占鎖資源的線程一致，則可以重入
        int nextc = c + acquires;                                            //state遞增
        if (nextc < 0)
            throw new Error("Maximum lock count exceeded");
        setState(nextc);                                                            //設(shè)置state狀態(tài)
        return true;                                                                    //獲得鎖成功
    }
    return false;                                                                            //獲得鎖失敗
}

對(duì)比非公平鎖的NonfairSync類的tryAcquire方法，其實(shí)就是在鎖可用的情況下增加了一個(gè)判斷條件，這個(gè)判斷方法就是hasQueuedPredecessors，從方法的名稱來(lái)看說(shuō)的是有等待的線程隊(duì)列，換句話說(shuō)已經(jīng)有人在排隊(duì)了，新來(lái)的線程你就不能加塞，而非公平模式的誰(shuí)先爭(zhēng)搶到鎖就是誰(shuí)的，管你先來(lái)不先來(lái)，接下來(lái)我們具體看一下這個(gè)

hasQueuedPredecessors方法源碼：

public final boolean hasQueuedPredecessors() {
    // The correctness of this depends on head being initialized
    // before tail and on head.next being accurate if the current
    // thread is first in queue.
    Node t = tail; // 獲得尾節(jié)點(diǎn)
    Node h = head; // 獲得頭節(jié)點(diǎn)
    Node s;
    return h != t &&    //頭節(jié)點(diǎn)和尾節(jié)點(diǎn)相同代表隊(duì)列為空        
        ((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread());    //頭節(jié)點(diǎn)的next節(jié)點(diǎn)為空代表頭節(jié)點(diǎn)，以及s.thread不是當(dāng)前線程不是自己的話代表隊(duì)列中存在元素
}

通過(guò)上面的源碼信息，可以得出其實(shí)內(nèi)部主要就是判斷有沒(méi)有排隊(duì)等待的節(jié)點(diǎn)，隊(duì)列是否為空，如果為空的話則可以爭(zhēng)搶鎖，如果隊(duì)列不為空，伙計(jì)你必須老老實(shí)實(shí)給我排隊(duì)去，除非占有鎖的線程和請(qǐng)求鎖的線程是一樣的，否則還是老老實(shí)實(shí)排隊(duì)去，這就是公平模式的鎖操作，還有一個(gè)lock方法，公平模式的lock方法，沒(méi)有直接上來(lái)先獲取鎖，而是先嘗試獲得鎖直接調(diào)用AQS的aquire方法進(jìn)行嘗試獲取鎖，下面是FairSync源碼：

static final class FairSync extends Sync {
    private static final long serialVersionUID = -3000897897090466540L;

    final void lock() {
        acquire(1);                                    //這里直接調(diào)用了aquire并沒(méi)有嘗試修改state狀態(tài)
    }

    /**
     * Fair version of tryAcquire.  Don"t grant access unless
     * recursive call or no waiters or is first.
     */
    protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
        final Thread current = Thread.currentThread();
        int c = getState();
        if (c == 0) {
            if (!hasQueuedPredecessors() &&
                compareAndSetState(0, acquires)) {
                setExclusiveOwnerThread(current);
                return true;
            }
        }
        else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
            int nextc = c + acquires;
            if (nextc < 0)
                throw new Error("Maximum lock count exceeded");
            setState(nextc);
            return true;
        }
        return false;
    }
}

本內(nèi)容主要是結(jié)合上篇內(nèi)容的一個(gè)續(xù)篇，可以結(jié)合上篇然后再看下篇會(huì)比較清晰些。