Java 锁机制系列 - Lock接口

   Part 1. Lock接口

• lock接口的方法和说明

• lock() 请求一个锁资源，如果锁资源不可用当前线程加入等待队列

• lockInterruptibly() 请求锁的过程中检测并响应中断标志

• tryLock() 调用时如果锁资源可用获取返回true，否则返回false

• tryLock(long time, TimeUnit unit) 在一定时间内获取到锁资源返回true，否则false

• unlock() 释放锁资源

• newCondition() 创建一个绑定在锁资源上的condition对象实例

    Part 2. AQS 的抽象方法

• boolean tryAcquire(int arg);  

• boolean tryRelease(int arg);

• int tryAcquireShared(int arg);

• boolean tryReleaseShared(int arg);

• boolean isHeldExclusively();

     在编写自定义的锁的时候，在构建tryLock，unlock等方法时，一般会直接使用AQS中的acquire()或者release()方法。例如：

public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable {
    private final Sync sync;
    
    public ReentrantLock() {
        sync = new NonfairSync();
    }
    
    public void lock() {
        sync.lock();
    }
    
    public boolean tryLock() {
        return sync.nonfairTryAcquire(1);
    }
    
    abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        abstract void lock();

        final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
            final Thread current = Thread.currentThread();
            int c = getState();
            if (c == 0) {
                if (compareAndSetState(0, acquires)) {
                    setExclusiveOwnerThread(current);
                    return true;
                }
            }
            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
                int nextc = c + acquires;
                if (nextc < 0) // overflow
                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                setState(nextc);
                return true;
            }
            return false;
        }
    }
    
    // 非公平同步器的实现 向ReentrantLock提供tryAcquire方法等
    static final class NonfairSync extends Sync {
    
        final void lock() {
            if (compareAndSetState(0, 1))
                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
            else
                acquire(1);
        }

        protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
            return nonfairTryAcquire(acquires);
        }
    }
}

      Part 3. AQS aquire()方法流程

1. 通过子类tryAcquire方法的CAS操作设置锁资源状态

2. 步骤1成功则获取锁成功；步骤1失败则加入线程等待队列（CAS添加在队尾）

3. 执行acquireQueued（一个while true循环）再次尝试获取锁，获取成功返回；获取失败则将线程阻塞（等待），等待release唤醒，继续获取锁