Java 中 ReentrantLock 怎么通过源码分析其可重入实现原理

秋芳君_2250

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2026-10-13

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原创

reentrantlock 的可重入性由 aqs 的 state 计数器和 exclusiveownerthread 线程标识共同实现:state 记录同一线程的持有次数,exclusiveownerthread 确保仅该线程可重入和释放。

java 中 reentrantlock 怎么通过源码分析其可重入实现原理

ReentrantLock 的可重入性不是靠魔法,而是靠 AQS(AbstractQueuedSynchronizer)中的 state 字段 + 线程身份识别 两个核心配合实现的。源码层面的关键逻辑集中在 Sync#nonfairTryAcquire 和 Sync#tryRelease 这两个钩子方法里。

state 计数器记录重入次数

AQS 的 state 是一个 volatile int,初始值为 0,代表锁空闲。它的含义不是“是否被占用”,而是“当前线程持有锁的次数”:

  • 首次获取锁时:若 state == 0,通过 CAS 将其设为 1,并调用 setExclusiveOwnerThread(current) 记录持有线程;
  • 同一线程再次调用 lock():发现 state > 0 且 getExclusiveOwnerThread() == current,就直接执行 setState(state + 1);
  • 每次重入,state 就加 1;每次 unlock(),state 就减 1;
  • 只有当 state 减到 0 时,才真正释放锁,同时清空 exclusiveOwnerThread。

exclusiveOwnerThread 确保“只认自己人”

仅仅靠 state 不足以区分不同线程——必须绑定线程身份。AQS 提供了 exclusiveOwnerThread 字段(由 AbstractOwnableSynchronizer 定义),它在首次加锁和每次重入时都被设为当前线程。释放锁时只允许该线程操作,其他线程调用 unlock() 会抛出 IllegalMonitorStateException。

这个字段让 ReentrantLock 能精准判断:“是不是我上次锁的?还能不能再进一层?”而不是简单看锁有没有被占。

非公平与公平模式共享同一套重入逻辑

无论是 NonfairSync 还是 FairSync,它们重写的 tryAcquire 方法中,对“当前线程已持有锁”的判断逻辑完全一致:

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  • 先检查 state != 0;
  • 再检查 getExclusiveOwnerThread() == currentThread;
  • 满足则直接递增 state,跳过排队或竞争流程。

也就是说,公平性只影响“首次争抢锁”的排队规则,不影响重入行为本身。哪怕在公平锁下,已持有锁的线程再次进入,也无需排队,直接成功。

tryRelease 中的原子性校验

tryRelease(int releases) 方法负责释放锁,关键点在于:

  • 先计算 nextc = getState() - releases(通常 releases = 1);
  • 若 nextc == 0,说明这是最后一次释放,此时才调用 setExclusiveOwnerThread(null) 并返回 true;
  • 若 nextc > 0,只更新 setState(nextc),返回 false,表示锁还被持有,上层不会唤醒等待队列中的线程。

这种设计保证了:释放动作必须与获取次数严格匹配,避免误释放或提前唤醒。

不复杂但容易忽略:可重入的本质,就是把“锁”从布尔开关升级成了带身份的计数器。

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