Java并发编程:锁

林炳文Evankaka原创作品。转载请注明出处http://blog.csdn.net/evankaka

一、基础知识

       在Java并发编程里头，锁是一个非常重要的概念。就如同现实生活一样，如果房子上了锁。别人就进不去。Java里头如果一段代码取得了一个锁，其它地方再想去这个锁（或者再执行这个相同的代码）就都得等待锁释放。锁其实分成非常多。比如有互斥锁、读写锁、乐观锁、悲观锁、自旋锁、公平锁、非公平锁等。包括信号量其实都可以认为是一个锁。

 1、什么时需要锁呢？

     其实非常多的场景，如共享实例变量、共享连接资源时以及包括并发包中BlockingQueue、ConcurrentHashMap等并发集合中都大量使用了锁。基体上使用同步的地方都可以改成锁来用，但是使用锁的地方不一定能改成同步来用。

2、 锁和同步的对比

1）同步synchronized算是一个关键词，是来来修饰方法的，但是锁lock是一个实例变量，通过调用lock()方法来取得锁

2）、只能同步方法，而不能同步变量和类，锁也是一样

3）、同步无法保证线程取得方法执行的先后顺序。锁可以设置公平锁来确保。
4）、不必同步类中所有的方法，类可以同时拥有同步和非同步方法。
5）、如果线程拥有同步和非同步方法，则非同步方法可以被多个线程*访问而不受锁的限制。锁也是一样。
6）、线程睡眠时，它所持的任何锁都不会释放。
7）、线程可以获得多个锁。比如，在一个对象的同步方法里面调用另外一个对象的同步方法，则获取了两个对象的同步锁。
8）、同步损害并发性，应该尽可能缩小同步范围。同步不但可以同步整个方法，还可以同步方法中一部分代码块。
9）、在使用同步代码块时候，应该指定在哪个对象上同步，也就是说要获取哪个对象的锁。例如：

最后，还需要说的一点是。如果使用锁，那么一定的注意编写代码，但不很容易出现死锁！避免方法后文后讲。

 3、简单实例

在看锁的源码时，首先来看个锁的实例，从而对锁有一个简单的理解。由线程A输出1、2、3.接着线程B输出4、5、6.最后线程A再输出7、8、9

[java] view plain copy print ?

1. package com.func.axc.reentrantlock;  
2.   
3. import java.util.concurrent.locks.Condition;  
4. import java.util.concurrent.locks.Lock;  
5. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;  
6.   
7. /* 
8.   功能概要： 
9.    
10.   @author linbingwen 
11.   @since 2016年5月27日 
12.  /  
13. public class ReenTrantLockTest {  
14.   
15.     static class NumberWrapper {  
16.         public int value = 1;  
17.     }  
18.   
19.     public static void main(String[] args) {  
20.         // 初始化可重入锁  
21.         final Lock lock = new ReentrantLock();  
22.   
23.         // 第一个条件当屏幕上输出到3  
24.         final Condition reachThreeCondition = lock.newCondition();  
25.         // 第二个条件当屏幕上输出到6  
26.         final Condition reachSixCondition = lock.newCondition();  
27.   
28.         // NumberWrapper只是为了封装一个数字，一边可以将数字对象共享，并可以设置为final  
29.         // 注意这里不要用Integer, Integer 是不可变对象  
30.         final NumberWrapper num = new NumberWrapper();  
31.         // 初始化A线程  
32.         Thread threadA = new Thread(new Runnable() {  
33.             @Override  
34.             public void run() {  
35.                 // 需要先获得锁  
36.                 lock.lock();  
37.                 try {  
38.                     System.out.println(”threadA start write”);  
39.                     // A线程先输出前3个数  
40.                     while (num.value <= 3) {  
41.                         System.out.println(num.value);  
42.                         num.value++;  
43.                     }  
44.                     // 输出到3时要signal，告诉B线程可以开始了  
45.                     reachThreeCondition.signal();  
46.                 } finally {  
47.                     lock.unlock();  
48.                 }  
49.                 lock.lock();  
50.                 try {  
51.                     // 等待输出6的条件  
52.                     reachSixCondition.await();  
53.                     System.out.println(”threadA start write”);  
54.                     // 输出剩余数字  
55.                     while (num.value <= 9) {  
56.                         System.out.println(num.value);  
57.                         num.value++;  
58.                     }  
59.   
60.                 } catch (InterruptedException e) {  
61.                     e.printStackTrace();  
62.                 } finally {  
63.                     lock.unlock();  
64.                 }  
65.             }  
66.   
67.         });  
68.   
69.         Thread threadB = new Thread(new Runnable() {  
70.             @Override  
71.             public void run() {  
72.                 try {  
73.                     lock.lock();  
74.   
75.                     while (num.value <= 3) {  
76.                         // 等待3输出完毕的信号  
77.                         reachThreeCondition.await();  
78.                     }  
79.                 } catch (InterruptedException e) {  
80.                     e.printStackTrace();  
81.                 } finally {  
82.                     lock.unlock();  
83.                 }  
84.                 try {  
85.                     lock.lock();  
86.                     // 已经收到信号，开始输出4，5，6  
87.                     System.out.println(”threadB start write”);  
88.                     while (num.value <= 6) {  
89.                         System.out.println(num.value);  
90.                         num.value++;  
91.                     }  
92.                     // 4，5，6输出完毕，告诉A线程6输出完了  
93.                     reachSixCondition.signal();  
94.                 } finally {  
95.                     lock.unlock();  
96.                 }  
97.             }  
98.   
99.         });  
100.   
101.         // 启动两个线程  
102.         threadB.start();  
103.         threadA.start();  
104.     }  
105. }  

package com.func.axc.reentrantlock;

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
* 功能概要：
*
* @author linbingwen
* @since 2016年5月27日
*/
public class ReenTrantLockTest {

static class NumberWrapper {
    public int value = 1;
}

public static void main(String[] args) {
    // 初始化可重入锁
    final Lock lock = new ReentrantLock();

    // 第一个条件当屏幕上输出到3
    final Condition reachThreeCondition = lock.newCondition();
    // 第二个条件当屏幕上输出到6
    final Condition reachSixCondition = lock.newCondition();

    // NumberWrapper只是为了封装一个数字，一边可以将数字对象共享，并可以设置为final
    // 注意这里不要用Integer, Integer 是不可变对象
    final NumberWrapper num = new NumberWrapper();
    // 初始化A线程
    Thread threadA = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            // 需要先获得锁
            lock.lock();
            try {
                System.out.println("threadA start write");
                // A线程先输出前3个数
                while (num.value <= 3) {
                    System.out.println(num.value);
                    num.value++;
                }
                // 输出到3时要signal，告诉B线程可以开始了
                reachThreeCondition.signal();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
            lock.lock();
            try {
                // 等待输出6的条件
                reachSixCondition.await();
                System.out.println("threadA start write");
                // 输出剩余数字
                while (num.value <= 9) {
                    System.out.println(num.value);
                    num.value++;
                }

            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }

    });

    Thread threadB = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            try {
                lock.lock();

                while (num.value <= 3) {
                    // 等待3输出完毕的信号
                    reachThreeCondition.await();
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
            try {
                lock.lock();
                // 已经收到信号，开始输出4，5，6
                System.out.println("threadB start write");
                while (num.value <= 6) {
                    System.out.println(num.value);
                    num.value++;
                }
                // 4，5，6输出完毕，告诉A线程6输出完了
                reachSixCondition.signal();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }

    });

    // 启动两个线程
    threadB.start();
    threadA.start();
}

}

输出结果：

这个题目用同步的方法也做其实也可以。但是用锁可能更好一点。在上面笔者使用了锁和条件从而完成 了要求。

二、说说源码

最基础的我们先来看看lock方法

[java] view plain copy print ?

1. package java.util.concurrent.locks;  
2. import java.util.concurrent.TimeUnit;  
3.   
4. public interface Lock {  
5.   
6.     //取得锁，但是要注意lock()忽视interrupt(), 拿不到锁就 一直阻塞  
7.     void lock();  
8.   
9.     //同样也是取得锁，但是lockInterruptibly()会响应打扰 interrupt()并catch到InterruptedException，从而跳出阻塞  
10.     void lockInterruptibly() throws InterruptedException;  
11.   
12.     //尝试取得锁，成功返回true  
13.     boolean tryLock();  
14.   
15.     //在规定的时间等待里，如果取得锁就返回tre  
16.     boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;  
17.   
18.     //释放锁  
19.     void unlock();  
20.     //条件状态，非常有用，Blockingqueue阻塞队列就是用到它了  
21.     Condition newCondition();  
22. }  

package java.util.concurrent.locks; 
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public interface Lock {

//取得锁，但是要注意lock()忽视interrupt(), 拿不到锁就 一直阻塞
void lock();

//同样也是取得锁，但是lockInterruptibly()会响应打扰 interrupt()并catch到InterruptedException，从而跳出阻塞
void lockInterruptibly() throws InterruptedException;

//尝试取得锁，成功返回true
boolean tryLock();

//在规定的时间等待里，如果取得锁就返回tre
boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

//释放锁
void unlock();
//条件状态，非常有用，Blockingqueue阻塞队列就是用到它了
Condition newCondition();


} 

1、接下来看看它最常见的实现类，ReentrantLock可重入锁。

[java] view plain copy print ?

1. public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable {  
2.     private static final long serialVersionUID = 7373984872572414699L;  
3.     private final Sync sync; //就只有一个Sync变量，ReentrantLock的所有方法基本都是调用Sync的方法   

public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable { 
    private static final long serialVersionUID = 7373984872572414699L; 
    private final Sync sync; //就只有一个Sync变量，ReentrantLock的所有方法基本都是调用Sync的方法 

2、构造函数

[java] view plain copy print ?

1. public ReentrantLock() {  
2.     sync = new NonfairSync(); //默认非公平锁  
3. }  
4.   
5. public ReentrantLock(boolean fair) {  
6.     sync = (fair)? new FairSync() : new NonfairSync();//公平锁  
7. }  

    public ReentrantLock() { 
        sync = new NonfairSync(); //默认非公平锁 
    }

public ReentrantLock(boolean fair) {
    sync = (fair)? new FairSync() : new NonfairSync();//公平锁
}</pre>其里的公平锁的意思是哪个线程先来等待，谁就先获得这个锁。而非公平锁则是看操作系统的调度，有不确定性。一般设置成非公平锁的性能会好很多。<br><h2></h2><p></p>3、然后看看lock方法<div class="dp-highlighter bg_java"><div class="bar"><div class="tools"><b>[java]</b> <a href="#" class="ViewSource" title="view plain" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('ViewSource',this);return false;">view plain</a><span data-mod="popu_168"> <a href="#" class="CopyToClipboard" title="copy" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('CopyToClipboard',this);return false;">copy</a><div style="position: absolute; left: 818px; top: 4641px; width: 16px; height: 16px; z-index: 99;"><embed id="ZeroClipboardMovie_5" src="https://csdnimg.cn/public/highlighter/ZeroClipboard.swf" loop="false" menu="false" quality="best" bgcolor="#ffffff" width="16" height="16" name="ZeroClipboardMovie_5" align="middle" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="false" type="application/x-shockwave-flash" pluginspage="http://www.macromedia.com/go/getflashplayer" flashvars="id=5&amp;width=16&amp;height=16" wmode="transparent"></div><div style="position: absolute; left: 818px; top: 4641px; width: 16px; height: 16px; z-index: 99;"><embed id="ZeroClipboardMovie_21" src="https://csdnimg.cn/public/highlighter/ZeroClipboard.swf" loop="false" menu="false" quality="best" bgcolor="#ffffff" width="16" height="16" name="ZeroClipboardMovie_21" align="middle" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="false" type="application/x-shockwave-flash" pluginspage="http://www.macromedia.com/go/getflashplayer" flashvars="id=21&amp;width=16&amp;height=16" wmode="transparent"></div></span><span data-mod="popu_169"> <a href="#" class="PrintSource" title="print" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('PrintSource',this);return false;">print</a></span><a href="#" class="About" title="?" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('About',this);return false;">?</a></div></div><ol start="1" class="dp-j"><li class="alt"><span><span class="keyword">public</span><span>&nbsp;</span><span class="keyword">void</span><span>&nbsp;lock()&nbsp;{&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class=""><span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;sync.lock();&nbsp;&nbsp;</span></li><li class="alt"><span>}&nbsp;&nbsp;</span></li></ol></div><pre class="java" name="code" style="display: none;">    public void lock() {
    sync.lock();
}</pre>还有这个<p></p><p></p><div class="dp-highlighter bg_java"><div class="bar"><div class="tools"><b>[java]</b> <a href="#" class="ViewSource" title="view plain" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('ViewSource',this);return false;">view plain</a><span data-mod="popu_168"> <a href="#" class="CopyToClipboard" title="copy" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('CopyToClipboard',this);return false;">copy</a><div style="position: absolute; left: 818px; top: 4784px; width: 16px; height: 16px; z-index: 99;"><embed id="ZeroClipboardMovie_6" src="https://csdnimg.cn/public/highlighter/ZeroClipboard.swf" loop="false" menu="false" quality="best" bgcolor="#ffffff" width="16" height="16" name="ZeroClipboardMovie_6" align="middle" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="false" type="application/x-shockwave-flash" pluginspage="http://www.macromedia.com/go/getflashplayer" flashvars="id=6&amp;width=16&amp;height=16" wmode="transparent"></div><div style="position: absolute; left: 818px; top: 4784px; width: 16px; height: 16px; z-index: 99;"><embed id="ZeroClipboardMovie_22" src="https://csdnimg.cn/public/highlighter/ZeroClipboard.swf" loop="false" menu="false" quality="best" bgcolor="#ffffff" width="16" height="16" name="ZeroClipboardMovie_22" align="middle" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="false" type="application/x-shockwave-flash" pluginspage="http://www.macromedia.com/go/getflashplayer" flashvars="id=22&amp;width=16&amp;height=16" wmode="transparent"></div></span><span data-mod="popu_169"> <a href="#" class="PrintSource" title="print" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('PrintSource',this);return false;">print</a></span><a href="#" class="About" title="?" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('About',this);return false;">?</a></div></div><ol start="1" class="dp-j"><li class="alt"><span><span class="keyword">public</span><span>&nbsp;</span><span class="keyword">void</span><span>&nbsp;lockInterruptibly()&nbsp;</span><span class="keyword">throws</span><span>&nbsp;InterruptedException&nbsp;{&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class=""><span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;sync.acquireInterruptibly(<span class="number">1</span><span>);&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class="alt"><span>}&nbsp;&nbsp;</span></li></ol></div><pre class="java" name="code" style="display: none;">    public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
    sync.acquireInterruptibly(1);
}</pre><br>发现都 是调用 sync这个变量的方法，它其实是一个ReentrantLock的内部类。真实起作用的其实是它，所以直接看它源码：<p></p><p>首先是非公平锁：</p><p></p><div class="dp-highlighter bg_java"><div class="bar"><div class="tools"><b>[java]</b> <a href="#" class="ViewSource" title="view plain" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('ViewSource',this);return false;">view plain</a><span data-mod="popu_168"> <a href="#" class="CopyToClipboard" title="copy" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('CopyToClipboard',this);return false;">copy</a><div style="position: absolute; left: 818px; top: 4991px; width: 16px; height: 16px; z-index: 99;"><embed id="ZeroClipboardMovie_7" src="https://csdnimg.cn/public/highlighter/ZeroClipboard.swf" loop="false" menu="false" quality="best" bgcolor="#ffffff" width="16" height="16" name="ZeroClipboardMovie_7" align="middle" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="false" type="application/x-shockwave-flash" pluginspage="http://www.macromedia.com/go/getflashplayer" flashvars="id=7&amp;width=16&amp;height=16" wmode="transparent"></div><div style="position: absolute; left: 818px; top: 4991px; width: 16px; height: 16px; z-index: 99;"><embed id="ZeroClipboardMovie_23" src="https://csdnimg.cn/public/highlighter/ZeroClipboard.swf" loop="false" menu="false" quality="best" bgcolor="#ffffff" width="16" height="16" name="ZeroClipboardMovie_23" align="middle" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="false" type="application/x-shockwave-flash" pluginspage="http://www.macromedia.com/go/getflashplayer" flashvars="id=23&amp;width=16&amp;height=16" wmode="transparent"></div></span><span data-mod="popu_169"> <a href="#" class="PrintSource" title="print" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('PrintSource',this);return false;">print</a></span><a href="#" class="About" title="?" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('About',this);return false;">?</a></div></div><ol start="1" class="dp-j"><li class="alt"><span><span class="keyword">final</span><span>&nbsp;</span><span class="keyword">static</span><span>&nbsp;</span><span class="keyword">class</span><span>&nbsp;NonfairSync&nbsp;</span><span class="keyword">extends</span><span>&nbsp;Sync&nbsp;{&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class=""><span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span class="keyword">private</span><span>&nbsp;</span><span class="keyword">static</span><span>&nbsp;</span><span class="keyword">final</span><span>&nbsp;</span><span class="keyword">long</span><span>&nbsp;serialVersionUID&nbsp;=&nbsp;7316153563782823691L;&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class="alt"><span>&nbsp;&nbsp;</span></li><li class=""><span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span class="keyword">final</span><span>&nbsp;</span><span class="keyword">void</span><span>&nbsp;lock()&nbsp;{&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class="alt"><span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span class="keyword">if</span><span>&nbsp;(compareAndSetState(</span><span class="number">0</span><span>,&nbsp;</span><span class="number">1</span><span>))&nbsp;</span><span class="comment">//0未获取，1已经获取</span><span>&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class=""><span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());<span class="comment">//设置独占模式，则一个锁只能被一个线程持有，其他线程必须要等待。</span><span>&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class="alt"><span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span class="keyword">else</span><span>&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class=""><span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;acquire(<span class="number">1</span><span>);</span><span class="comment">//如果没有取得锁，尝试使用信号量的方式</span><span>&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class="alt"><span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;}&nbsp;&nbsp;</span></li><li class=""><span>&nbsp;&nbsp;</span></li><li class="alt"><span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span class="keyword">protected</span><span>&nbsp;</span><span class="keyword">final</span><span>&nbsp;</span><span class="keyword">boolean</span><span>&nbsp;tryAcquire(</span><span class="keyword">int</span><span>&nbsp;acquires)&nbsp;{&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class=""><span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span class="keyword">return</span><span>&nbsp;nonfairTryAcquire(acquires);&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class="alt"><span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</span></li></ol></div><pre class="java" name="code" style="display: none;">    final static class NonfairSync extends Sync {
    private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;

    final void lock() {
        if (compareAndSetState(0, 1)) //0未获取，1已经获取
            setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());//设置独占模式，则一个锁只能被一个线程持有，其他线程必须要等待。
        else
            acquire(1);//如果没有取得锁，尝试使用信号量的方式
    }

    protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
        return nonfairTryAcquire(acquires);
  </pre>它使用到的方法如下：<p></p><p></p><div class="dp-highlighter bg_java"><div class="bar"><div class="tools"><b>[java]</b> <a href="#" class="ViewSource" title="view plain" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('ViewSource',this);return false;">view plain</a><span data-mod="popu_168"> <a href="#" class="CopyToClipboard" title="copy" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('CopyToClipboard',this);return false;">copy</a><div style="position: absolute; left: 818px; top: 5332px; width: 16px; height: 16px; z-index: 99;"><embed id="ZeroClipboardMovie_8" src="https://csdnimg.cn/public/highlighter/ZeroClipboard.swf" loop="false" menu="false" quality="best" bgcolor="#ffffff" width="16" height="16" name="ZeroClipboardMovie_8" align="middle" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="false" type="application/x-shockwave-flash" pluginspage="http://www.macromedia.com/go/getflashplayer" flashvars="id=8&amp;width=16&amp;height=16" wmode="transparent"></div><div style="position: absolute; left: 818px; top: 5332px; width: 16px; height: 16px; z-index: 99;"><embed id="ZeroClipboardMovie_24" src="https://csdnimg.cn/public/highlighter/ZeroClipboard.swf" loop="false" menu="false" quality="best" bgcolor="#ffffff" width="16" height="16" name="ZeroClipboardMovie_24" align="middle" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="false" type="application/x-shockwave-flash" pluginspage="http://www.macromedia.com/go/getflashplayer" flashvars="id=24&amp;width=16&amp;height=16" wmode="transparent"></div></span><span data-mod="popu_169"> <a href="#" class="PrintSource" title="print" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('PrintSource',this);return false;">print</a></span><a href="#" class="About" title="?" onclick="dp.sh.Toolbar.Command('About',this);return false;">?</a></div></div><ol start="1" class="dp-j"><li class="alt"><span><span class="comment">//设置状态</span><span>&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class=""><span><span class="keyword">protected</span><span>&nbsp;</span><span class="keyword">final</span><span>&nbsp;</span><span class="keyword">boolean</span><span>&nbsp;compareAndSetState(</span><span class="keyword">int</span><span>&nbsp;expect,&nbsp;</span><span class="keyword">int</span><span>&nbsp;update)&nbsp;{&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class="alt"><span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span class="keyword">return</span><span>&nbsp;unsafe.compareAndSwapInt(</span><span class="keyword">this</span><span>,&nbsp;stateOffset,&nbsp;expect,&nbsp;update);&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class=""><span>}&nbsp;&nbsp;</span></li><li class="alt"><span>&nbsp;&nbsp;</span></li><li class=""><span><span class="comment">//可以看到,&nbsp;compareAndSwapInt不是用Java实现的,&nbsp;而是通过JNI调用操作系统的原生程序.注意它是原子方法(C++写的)</span><span>&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class="alt"><span>ublic&nbsp;<span class="keyword">final</span><span>&nbsp;</span><span class="keyword">native</span><span>&nbsp;</span><span class="keyword">boolean</span><span>&nbsp;compareAndSwapInt(Object&nbsp;o,&nbsp;</span><span class="keyword">long</span><span>&nbsp;offset,</span><span class="keyword">int</span><span>&nbsp;expected,&nbsp;</span><span class="keyword">int</span><span>&nbsp;x);&nbsp;&nbsp;</span></span></li></ol></div><pre class="java" name="code" style="display: none;">    //设置状态
protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
    return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
}

//可以看到, compareAndSwapInt不是用Java实现的, 而是通过JNI调用操作系统的原生程序.注意它是原子方法(C++写的)


public final native boolean compareAndSwapInt(Object o, long offset,int expected, int x);

最终取得锁的方法其实在java Unsafe类的compareAndSwap方法。compareAndSwap是个原子方法,原理是cas.就是说如果他是xx,那么就改为xxx. 这个是高效,而且是原子的,不用加锁. 也不用但是其他值改了而产生误操作,应为会先判断当前值,符合期望才去改变. 

4、tryLock()方法

上面是lock方法是的调用，如果是tryLock呢？

[java] view plain copy print ?

1. public boolean tryLock() {  
2.     return sync.nonfairTryAcquire(1);  
3. }  

    public boolean tryLock() { 
        return sync.nonfairTryAcquire(1); 
    }

再看sync的方法

[java] view plain copy print ?

1. final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {  
2.     final Thread current = Thread.currentThread();  
3.     int c = getState();//取得状态  
4.     if (c == 0) {//0表示未获取锁  
5.         if (compareAndSetState(0, acquires)) {//CAS设置状态  
6.             setExclusiveOwnerThread(current);//设置独占线程  
7.             return true;  
8.         }  
9.     }  
10.     else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {//当前线程已有这个锁了  
11.         int nextc = c + acquires;//设置重入的次数，如果是一个线程在有锁的情况下多次调用tryLock就有可能进入这个方法  
12.         if (nextc < 0) // 重入数溢出了  
13.             throw new Error(“Maximum lock count exceeded”);  
14.         setState(nextc);  
15.         return true;  
16.     }  
17.     return false;//如果到这里就是没有取到锁了，  
18. }  

        final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) { 
            final Thread current = Thread.currentThread(); 
            int c = getState();//取得状态 
            if (c == 0) {//0表示未获取锁 
                if (compareAndSetState(0, acquires)) {//CAS设置状态 
                    setExclusiveOwnerThread(current);//设置独占线程 
                    return true; 
                } 
            } 
            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {//当前线程已有这个锁了 
                int nextc = c + acquires;//设置重入的次数，如果是一个线程在有锁的情况下多次调用tryLock就有可能进入这个方法 
                if (nextc < 0) // 重入数溢出了 
                    throw new Error("Maximum lock count exceeded"); 
                setState(nextc); 
                return true; 
            } 
            return false;//如果到这里就是没有取到锁了， 
        }

其中getState()方法是在AbstractQueuedSynchronizer类的就方法，取得就是下面这个变量

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1. private volatile int state;  

private volatile int state;

在互斥锁中它表示着线程是否已经获取了锁，0未获取，1已经获取了，大于1表示重入数。同时AQS提供了getState()、setState()、compareAndSetState()方法来获取和修改该值：

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1. protected final int getState() {  
2. return state;  
3. }  
4. protected final void setState(int newState) {  
5. state = newState;  
6. }  
7. protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {  
8. return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);  
9. }  

protected final int getState() { 
return state; 
} 
protected final void setState(int newState) { 
state = newState; 
} 
protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) { 
return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update); 
}

这些方法需要java.util.concurrent.atomic包的支持，采用CAS操作，保证其原则性和可见性。

5、tryLock(long timeout, TimeUnit unit)方法

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1. public boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {  
2.     return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(timeout));  
3. }  

    public boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { 
        return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(timeout)); 
    }

带有超时时间等待获取锁的方法。真正调用 的其实是Sync父类AbstractQueuedSynchronizer的方法

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1. public final boolean tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout) throws InterruptedException {  
2. (Thread.interrupted())//检测到当前线程的中断标志为true  
3.  throw new InterruptedException();  
4. urn tryAcquire(arg) ||  
5.  doAcquireNanos(arg, nanosTimeout);  
6. }  

    public final boolean tryAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout) throws InterruptedException { 
    if (Thread.interrupted())//检测到当前线程的中断标志为true 
        throw new InterruptedException(); 
    return tryAcquire(arg) || 
        doAcquireNanos(arg, nanosTimeout); 
    } 

这里调用 了两个方法tryAcquire和doAcquireNanos，其实tryAcquire调用的方法就是Lock()调用的方法

[java] view plain copy print ?

1. protected final boolean tryAcquire(int acquires) {  
2.     return nonfairTryAcquire(acquires);  
3. }  

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

这样就不再说明。下面直接来看doAcquireNanos方法，它才是一直在等待循环获取锁的方法。

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1. private boolean doAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout)  
2.     throws InterruptedException {  
3.     long lastTime = System.nanoTime();  
4.     final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);//放入等待的节点，会组成 一个链表  
5.     try {  
6.         for (;;) { //死循环，时间到了才会跳出  
7.             final Node p = node.predecessor();  
8.             if (p == head && tryAcquire(arg)) { //当前节点是头节点。然后尝试获得锁  
9.                 setHead(node);  
10.                 p.next = null; // 把当前节点去掉  
11.                 return true;  
12.             }  
13.             if (nanosTimeout <= 0) { //超出等待时间  
14.                 cancelAcquire(node);  
15.                 return false;  
16.             }  
17.             if (nanosTimeout > spinForTimeoutThreshold &&  
18.                 shouldParkAfterFailedAcquire(p, node))  
19.                 LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);//还在等待时间内  
20.             long now = System.nanoTime();  
21.             nanosTimeout -= now - lastTime;  
22.             lastTime = now;  
23.             if (Thread.interrupted())//检测到中断信号，直接跳出  
24.                 break;  
25.         }  
26.     } catch (RuntimeException ex) {  
27.         cancelAcquire(node);  
28.         throw ex;  
29.     }  
30.     cancelAcquire(node);//检测 到中断信号时才会执行到这里  
31.     throw new InterruptedException();  
32. }  

    private boolean doAcquireNanos(int arg, long nanosTimeout) 
        throws InterruptedException { 
        long lastTime = System.nanoTime(); 
        final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);//放入等待的节点，会组成 一个链表 
        try { 
            for (;;) { //死循环，时间到了才会跳出 
                final Node p = node.predecessor(); 
                if (p == head && tryAcquire(arg)) { //当前节点是头节点。然后尝试获得锁 
                    setHead(node); 
                    p.next = null; // 把当前节点去掉 
                    return true; 
                } 
                if (nanosTimeout <= 0) { //超出等待时间 
                    cancelAcquire(node); 
                    return false; 
                } 
                if (nanosTimeout > spinForTimeoutThreshold && 
                    shouldParkAfterFailedAcquire(p, node)) 
                    LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout);//还在等待时间内 
                long now = System.nanoTime(); 
                nanosTimeout -= now - lastTime; 
                lastTime = now; 
                if (Thread.interrupted())//检测到中断信号，直接跳出 
                    break; 
            } 
        } catch (RuntimeException ex) { 
            cancelAcquire(node); 
            throw ex; 
        } 
        cancelAcquire(node);//检测 到中断信号时才会执行到这里 
        throw new InterruptedException(); 
    }

锁的介绍就到这里了，下文再来接着讲~