1.ReentrantLock 源码解析 | 京东云技术团队
2.lockInterruptibly和tryLock 源码解析
3.Java并发编程解析 | 基于JDK源码解析Java领域中并发锁之StampedLock锁的源码设计思想与实现原理 (三)
4.Lock的await/singal 和 Object的wait/notify 的区别
5.33张图解析ReentrantReadWriteLock源码
6.android wake_lock 锁源码分析

ReentrantLock 源码解析 | 京东云技术团队

       并发指同一时间内进行了多个线程。并发问题是详解多个线程对同一资源进行操作时产生的问题。通过加锁可以解决并发问题，源码ReentrantLock 是详解锁的一种。

       1 ReentrantLock

       1.1 定义

       ReentrantLock 是源码 Lock 接口的实现类，可以手动的详解多周期共振源码对某一段进行加锁。ReentrantLock 可重入锁，源码具有可重入性，详解并且支持可中断锁。源码其内部对锁的详解控制有两种实现，一种为公平锁，源码另一种为非公平锁.

       1.2 实现原理

       ReentrantLock 的详解实现原理为 volatile+CAS。想要说明 volatile 和 CAS 首先要说明 JMM。源码

       1.2.1 JMM

       JMM (java 内存模型 Java Memory Model 简称 JMM) 本身是详解一个抽象的概念，并不在内存中真实存在的源码，它描述的是一组规范或者规则，通过这组规范定义了程序中各个变量的访问方式.

       由于 JMM 运行的程序的实体是线程。而每个线程创建时 JMM 都会为其创建一个自己的工作内存 (栈空间), 工作内存是每个线程的私有数据区域。而 java 内存模型中规定所有的变量都存储在主内存中，主内存是共享内存区域，所有线程都可以访问，但线程的变量的操作 (读取赋值等) 必须在自己的工作内存中去进行，首先要将变量从主存拷贝到自己的工作内存中，然后对变量进行操作，操作完成后再将变量操作完后的新值写回主内存，不能直接操作主内存的变量，各个线程的工作内存中存储着主内存的变量拷贝的副本，因不同的线程间无法访问对方的工作内存，线程间的通信必须在主内存来完成。

       如图所示：线程 A 对变量 A 的操作，只能是从主内存中拷贝到线程中，再写回到主内存中。

       1.2.2 volatile

       volatile 是 JAVA 的关键字用于修饰变量，是 java 虚拟机的轻量同步机制，volatile 不能保证原子性。 作用：

       作用：CAS 会使用现代处理器上提供的高效机器级别原子指令，这些原子指令以原子方式对内存执行读 - 改 - 写操作。

       1.2.4 AQSAQS 的全称是 AbstractQueuedSynchronizer（抽象的队列式的同步器），AQS 定义了一套多线程访问共享资源的同步器框架。

       AQS 主要包含两部分内容：共享资源和等待队列。AQS 底层已经对这两部分内容提供了很多方法。nlayerapp 源码下载

       2 源码解析

       ReentrantLock 在包 java.util.concurrent.locks 下，实现 Lock 接口。

       2.1 lock 方法

       lock 分为公平锁和非公平锁。

       公平锁：

       非公平锁：上来先尝试将 state 从 0 修改为 1，如果成功，代表获取锁资源。如果没有成功，调用 acquire。state 是 AQS 中的一个由 volatile 修饰的 int 类型变量，多个线程会通过 CAS 的方式修改 state，在并发情况下，只会有一个线程成功的修改 state。

       2.2 acquire 方法

       acquire 是一个业务方法，里面并没有实际的业务处理，都是在调用其他方法。

       2.3 tryAcquire 方法

       tryAcquire 分为公平和非公平两种。

       公平：

       非公平：

       2.4 addWaiter 方法

       在获取锁资源失败后，需要将当前线程封装为 Node 对象，并且插入到 AQS 队列的末尾。

       2.5 acquireQueued 方法

       2.6 unlock 方法

       释放锁资源，将 state 减 1, 如果 state 减为 0 了，唤醒在队列中排队的 Node。

       3 使用实例

       3.1 公平锁

       1. 代码：

       2. 执行结果：

       3. 小结：

       公平锁可以保证每个线程获取锁的机会是相等的。

       3.2 非公平锁

       1. 代码：

       2. 执行结果：

       3. 小结：

       非公平锁每个线程获取锁的机会是随机的。

       3.3 忽略重复操作

       1. 代码：

       2. 执行结果：

       3. 小结：

       当线程持有锁时，不会重复执行，可以用来防止定时任务重复执行或者页面事件多次触发时不会重复触发。

       3.4 超时不执行

       1. 代码：

       2. 执行结果：

       3. 小结：

       超时不执行可以防止由于资源处理不当长时间占用资源产生的死锁问题。

       4 总结

       并发是现在软件系统不可避免的问题，ReentrantLock 是可重入的独占锁，比起 synchronized 功能更加丰富，支持公平锁实现，支持中断响应以及限时等待等，是处理并发问题很好的解决方案。

lockInterruptibly和tryLock 源码解析

       lockInterruptibly

       这个方法可以理解为一个能被中断的锁获取过程。它允许线程在尝试获取锁时被中断。如果当前线程没有持有锁且没有被中断，则线程将获取锁并返回。如果线程已经持有锁，则锁计数加1并立即返回。openfire 源码 发布若锁被其他线程持有，线程将进入等待队列，直到线程被中断或成功获取锁。

       源码中，lockInterruptibly方法实际上调用了内部类Sync的acquireInterruptibly方法。acquireInterruptibly方法首先检查线程是否已被中断，如果被中断则抛出InterruptedException。之后判断是否能获取锁，如果获取失败则调用doAcquireInterruptibly方法进行尝试。

       doAcquireInterruptibly方法中，线程被添加到CLH等待队列，然后尝试获取锁。如果没有获取成功，方法会检查是否可以阻塞线程，并在阻塞前判断线程是否被中断。如果被中断，则抛出InterruptedException。整个过程会循环进行，直到线程获取锁或被中断。

       尝试获取锁的doAcquireInterruptibly方法内部实现较为复杂，涉及自旋、循环和中断处理，用于高效地尝试获取锁。这部分实现细节较为繁杂，需要深入理解内部类Sync和AbstractQueuedSynchronizer-AQS的工作机制。

       tryLock

       尝试获取锁的tryLock方法返回一个布尔值，表示是否成功获取锁。如果锁可用且当前线程可以成功获取，则返回true；否则返回false。ReentrantLock的tryLock方法调用了Sync类的nonfairTryAcquire方法进行尝试。

       nonfairTryAcquire方法首先获取当前线程，并检查锁的状态。如果锁未被其他线程持有，使用CAS操作设置锁状态，并返回true。如果锁被其他线程持有，方法判断当前线程是否是持有锁的线程。如果是，则允许重入。最后，hashmap put源码如果锁不可用，返回false。

       tryLock(long time, TimeUnit unit)

       在给定的等待时间内尝试获取锁的方法，返回一个布尔值表示是否成功获取锁。如果锁可用且在等待时间内线程没有被中断，方法会立即返回true。如果等待时间已过或线程被中断，返回false。该方法调用了Sync类的tryAcquireNanos方法。

       tryAcquireNanos方法尝试获取锁，并在给定的时间内执行。如果成功获取锁则返回true，否则调用doAcquireNanos方法尝试获取锁。doAcquireNanos方法执行自旋等待，并在有限的时间内阻塞线程。如果线程在等待过程中被中断，抛出InterruptedException。整个过程在给定时间内尝试获取锁，并在结束时返回结果。

Java并发编程解析 | 基于JDK源码解析Java领域中并发锁之StampedLock锁的设计思想与实现原理 (三)

       在并发编程领域，核心问题涉及互斥与同步。互斥允许同一时刻仅一个线程访问共享资源，同步则指线程间通信协作。多线程并发执行历来面临两大挑战。为解决这些，设计原则强调通过消息通信而非内存共享实现进程或线程同步。

       本文探讨的关键术语包括Java语法层面实现的锁与JDK层面锁。Java领域并发问题主要通过管程解决。内置锁的粒度较大，不支持特定功能，因此JDK在内部重新设计，引入新特性，实现多种锁。基于JDK层面的锁大致分为4类。

       在Java领域，AQS同步器作为多线程并发控制的基石，包含同步状态、等待与条件队列、独占与共享模式等核心要素。JDK并发工具以AQS为基础，问道完整源码实现各种同步机制。

       StampedLock（印戳锁）是基于自定义API操作的并发控制工具，改进自读写锁，特别优化读操作效率。印戳锁提供三种锁实现模式，支持分散操作热点与削峰处理。在JDK1.8中，通过队列削峰实现。

       印戳锁基本实现包括共享状态变量、等待队列、读锁与写锁核心处理逻辑。读锁视图与写锁视图操作有特定队列处理，读锁实现包含获取、释放方式，写锁实现包含释放方式。基于Lock接口的实现区分读锁与写锁。

       印戳锁本质上仍为读写锁，基于自定义封装API操作实现，不同于AQS基础同步器。在Java并发编程领域，多种实现与应用围绕线程安全，根据不同业务场景具体实现。

       Java锁实现与运用远不止于此，还包括相位器、交换器及并发容器中的分段锁。在并发编程中，锁作为实现方式之一，提供线程安全，但实际应用中锁仅为单一应用，提供并发编程思想。

       本文总结Java领域并发锁设计与实现，重点介绍JDK层面锁与印戳锁。文章观点及理解可能存在不足，欢迎指正。技术研究之路任重道远，希望每一份努力都充满价值，未来依然充满可能。

Lock的await/singal 和 Object的wait/notify 的区别

       Lock的await/singal 和 Object的wait/notify 的区别

       åœ¨ä½¿ç”¨Lock之前，我们都使用Object 的wait和notify实现同步的。举例来说，一个producer和consumer，consumer发现没有东西了，等待，produer生成东西了，唤醒。

       çº¿ç¨‹consumer 线程producer

        synchronize(obj){

        obj.wait();//没东西了，等待

       } synchronize(obj){

        obj.notify();//有东西了，唤醒

       }

       æœ‰äº†lock后，世道变了，现在是：

       lock.lock();

       condition.await();

       lock.unlock(); lock.lock();

       condition.signal();

       lock.unlock();

       ä¸ºäº†çªå‡ºåŒºåˆ«ï¼Œçœç•¥äº†è‹¥å¹²ç»†èŠ‚。区别有三点：

       1. lock不再用synchronize把同步代码包装起来；

       2. 阻塞需要另外一个对象condition；

       3. 同步和唤醒的对象是condition而不是lock，对应的方法是await和signal，而不是wait和notify。

       ä¸º

       ä»€ä¹ˆéœ€è¦ä½¿ç”¨condition呢？简单一句话，lock更灵活。以前的方式只能有一个等待队列，在实际应用时可能需要多个，比如读和写。为了这个灵活

       æ€§ï¼Œlock将同步互斥控制和等待队列分离开来，互斥保证在某个时刻只有一个线程访问临界区（lock自己完成），等待队列负责保存被阻塞的线程

       ï¼ˆcondition完成）。

       é€šè¿‡æŸ¥çœ‹ReentrantLock的源代码发现，condition其实是等待队列的一个管理者，condition确保阻塞的对象按顺序被唤醒。

       åœ¨Lock的实现中，LockSupport被用来实现线程状态的改变，后续将更进一步研究LockSupport的实现机制。

张图解析ReentrantReadWriteLock源码

       今天，我们深入探讨ReentrantReadWriteLock源码，解析其内部结构与工作原理。文章分为多个部分，逐一剖析读写锁的创建、获取与释放过程。

       读写锁规范与实现

       ReentrantReadWriteLock（简称RRW）作为读写锁，其核心功能在于控制并发访问的读与写操作。为了规范读写锁的使用，RRW首先声明了ReadWriteLock接口，并通过ReadLock与WriteLock实现接口，确保读锁与写锁的正确操作。

       为了实现锁的基本功能，WriteLock与ReadLock都继承了Lock接口。这些类内部依赖于AQS（AbstractQueuedSynchronizer）抽象类，AQS为加锁和解锁过程提供了统一的模板函数，简化了锁实现的复杂性。

       核心组件与流程

       AQS提供了一套多线程访问共享资源的同步模板，包括tryAcquire、release等核心抽象函数。WriteLock与ReadLock通过继承Sync类，实现了AQS中的tryAcquire、release（写锁）和tryAcquireShared、tryReleaseShared（读锁）函数。

       Sync类在ReentrantReadWriteLock中扮演关键角色，它不仅实现了AQS的抽象函数，还通过位运算优化了读写锁状态的存储，减少了资源消耗。此外，Sync类还定义了HoldCounter与ThreadLocalHoldCounter，进一步管理锁的状态与操作。

       公平与非公平策略

       为了适应不同场景的需求，ReentrantReadWriteLock支持公平与非公平策略。通过Sync类的FairSync与NonfairSync子类，实现了读锁与写锁的阻塞控制。公平策略确保了线程按顺序获取锁，而非公平策略允许各线程独立竞争。

       全局图与细节解析

       文章最后，构建了一张全局图，清晰展示了ReentrantReadWriteLock的各个组件及其相互关系。通过深入细节，分别解释了读写锁的创建、获取与释放过程。以Lock接口的lock与unlock方法为主线，追踪了从Sync类出发的实现路径，包括tryAcquire、tryRelease等核心函数，以及它们在流程图中的表现。

       总结，ReentrantReadWriteLock通过继承AQS并扩展公平与非公平策略，实现了高效、灵活的读写锁功能。通过精心设计的Sync类及其相关组件，确保了多线程环境下的并发控制与资源访问优化。深入理解其内部实现，有助于在实际项目中更好地应用读写锁，提升并发性能与系统稳定性。

android wake_lock 锁源码分析

       在Android系统中，WakeLock锁被广泛用于保持设备唤醒，避免进入休眠状态，以满足应用程序持续运行的需求。本文从源码角度对WakeLock的基本流程原理进行深入分析。

       WakeLock主要存在三种表现形式：

       1. PowerManager.WakeLock：此接口由PMS提供给应用层和其它组件，用于申请WakeLock。

       2. PowerManagerService.WakeLock：它是PowerManager.WakeLock在PMS内部的具体实现。

       3. SuspendBlocker：在向底层节点操作时，PowerManagerService.WakeLock会转变为这种形式。

       接下来，我们通过一个实例演示如何申请WakeLock锁。

       在PowerManagerService中，会根据特定条件禁用部分WakeLock。这通常发生在：

       1. 强制进入suspend状态。

       2. 当WakeLock所属进程不处于active状态且进程adj大于PROCESS_STATE_RECEIVER。

       3. 设备Idle处于IDLE状态，且所属进程不在doze白名单中。

       当禁用条件满足时，mWakeLockSuspendBlocker会调用JNI方法nativeAcquireSuspendBlocker。

       在power.c文件中，acquire_wake_lock的实现会将一个字符串数据写入指定的路径文件节点，新版本路径为“/sys/power/wake_lock”，旧版本为“/sys/android_power/acquire_partial_wake_lock”。至此，WakeLock锁的获取过程基本完成。释放过程与获取类似。

       文章结束，感谢您的阅读。

源码分析： Java中锁的种类与特性详解

       在Java中存在多种锁，包括ReentrantLock、Synchronized等，它们根据特性与使用场景可划分为多种类型，如乐观锁与悲观锁、可重入锁与不可重入锁等。本文将结合源码深入分析这些锁的设计思想与应用场景。

       锁存在的意义在于保护资源，防止多线程访问同步资源时出现预期之外的错误。举例来说，当张三操作同一张银行卡进行转账，如果银行不锁定账户余额，可能会导致两笔转账同时成功，违背用户意图。因此，在多线程环境下，锁机制是必要的。

       乐观锁认为访问资源时不会立即加锁，仅在获取失败时重试，通常适用于竞争频率不高的场景。乐观锁可能影响系统性能，故在竞争激烈的场景下不建议使用。Java中的乐观锁实现方式多基于CAS（比较并交换）操作，如AQS的锁、ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore等。CAS类实现不能完全保证线程安全，使用时需注意版本号管理等潜在问题。

       悲观锁则始终在访问同步资源前加锁，确保无其他线程干预。ReentrantLock、Synchronized等都是典型的悲观锁实现。

       自旋锁与自适应自旋锁是另一种锁机制。自旋锁在获取锁失败时采用循环等待策略，避免阻塞线程。自适应自旋锁则根据前一次自旋结果动态调整等待时间，提高效率。

       无锁、偏向锁、轻量级锁与重量级锁是Synchronized的锁状态，从无锁到重量级锁，锁的竞争程度与性能逐渐增加。Java对象头包含了Mark Word与Klass Pointer，Mark Word存储对象状态信息，而Klass Pointer指向类元数据。

       Monitor是实现线程同步的关键，与底层操作系统的Mutex Lock相互依赖。Synchronized通过Monitor实现，其效率在JDK 6前较低，但JDK 6引入了偏向锁与轻量级锁优化性能。

       公平锁与非公平锁决定了锁的分配顺序。公平锁遵循申请顺序，非公平锁则允许插队，提高锁获取效率。

       可重入锁允许线程在获取锁的同一节点多次获取锁，而不可重入锁不允许。共享锁与独占锁是另一种锁分类，前者允许多个线程共享资源，后者则确保资源的独占性。

       本文通过源码分析，详细介绍了Java锁的种类与特性，以及它们在不同场景下的应用。了解这些机制对于多线程编程至关重要。此外，还有多种机制如volatile关键字、原子类以及线程安全的集合类等，需要根据具体场景逐步掌握。

AQS与ReentrantLock详解

       J.U.C包中的Java.util.concurrent是一个强大的并发工具库，包含多种处理并发场景的组件，如线程池、队列和同步器等，由知名开发者Doug Lea设计。本文将深入讲解Lock接口及其关键实现ReentrantLock，它在并发编程中的重要性不可忽视，因为大部分J.U.C组件都依赖于Lock来实现并发安全。

       Lock接口的出现，弥补了synchronized在某些场景中的不足，提供了更灵活的并发控制。ReentrantLock作为Lock的一种实现，支持重入，即同一线程可以多次获取锁而不必阻塞。这种特性在处理多方法调用场景时避免了死锁问题。

       ReentrantReadWriteLock则允许读写操作并发进行，提高了读操作的并发性，避免了写操作对读写操作的阻塞，适用于读多写少的场景。在内存缓存示例中，读写锁通过HashMap以读写锁保护，确保并发访问的线程安全。

       ReentrantLock的实现核心是AQS（AbstractQueuedSynchronizer），它是Lock实现线程同步的核心组件。AQS提供了独占和共享锁两种功能，如ReentrantLock就基于AQS的独占模式。AQS内部维护了一个volatile状态变量，不同的实现类根据其具体需求定义其含义。

       ReentrantLock的源码分析中，我们看到lock()方法如何通过AQS的队列机制实现线程阻塞和唤醒。例如，NofairSync.lock展示了非公平锁的实现，涉及CAS（Compare and Swap）操作，保证了线程安全。Unsafe类在这其中发挥了关键作用，提供了低层次的内存操作，如CAS操作。

       总结来说，ReentrantLock和AQS是Java并发编程中的重要基石，通过理解它们的工作原理，可以更好地应对并发环境中的问题。