Java的重入鎖(ReentrantLock)是一種可重入的互斥鎖,它支持線程對資源的重復加鎖和解鎖操作。其實現原理可以分為以下幾個方面:
鎖的獲取和釋放:當一個線程請求獲取鎖時,如果鎖是可用的(沒有被其他線程持有),則該線程將立即獲得鎖,并將鎖的持有計數設置為1。如果鎖已經被當前線程持有,那么該線程只需要將持有計數加1即可。當一個線程釋放鎖時,它會將持有計數減1,直到持有計數為0時才釋放鎖。
公平性:重入鎖可以支持公平性和非公平性的鎖獲取方式。在公平性模式下,當有多個線程等待鎖時,鎖將按照獲取鎖的順序進行分配;而在非公平性模式下,當一個線程釋放鎖時,鎖的獲取將不再按照順序進行。
條件變量:重入鎖提供了條件變量(Condition)的功能,用于實現線程間的等待/通知機制。一個重入鎖可以關聯多個條件變量,線程可以通過條件變量的await()方法等待某個條件滿足,而其他線程可以通過條件變量的signal()或signalAll()方法來喚醒等待的線程。
鎖的內存語義:重入鎖使用了Java的內置鎖(synchronized)所使用的內存語義,即在鎖的釋放和獲取操作之間會進行內存屏障(Memory Barrier)的插入,保證多個線程之間的可見性和有序性。
總的來說,重入鎖的實現原理是基于Java的內置鎖和線程的等待/通知機制,并通過計數器來判斷鎖的持有狀態。通過支持重復加鎖和解鎖操作,重入鎖可以更靈活地控制資源的訪問和釋放,提高并發性能。