可重入锁机制和源码解析
一.概述：
锁分为可重入锁和不可重入锁，这两者的区别是什么？
可重入锁就是当一个线程获得了某个对象的实例并进入一个方法A，这个线程在没有释放锁的情况下能否再次进入方法A，就是可重入锁和不可重入锁的区别。
- 可重入锁：能再次进入方法A，什么情况下需要再次进入方法A，对喽，就是递归调用这个加锁方法执行运算的时候，像synchronized和Reentrantlock都是可重入锁。
- 不可重入锁：不能再次进入方法A，Mutex（互斥锁）是不可重入锁。
注：在看我这篇文章之前，建议先阅读以下几篇文章，对重入锁有一个大概的了解，顺序也按照我给出的顺序来阅读，我这篇文章只是对可重入锁的源码、CAS、AQS等进行一个总结，对于没有看过AQS或可重入锁的朋友来说不太容易懂。踏下心来看完我推荐的文章，基本对可重入锁（甚至互斥锁及其他锁）有一个比较深入的了解。
1.先学习一下可重入锁的使用方法
https://blog.csdn.net/u012545728/article/details/80843595
https://blog.csdn.net/soonfly/article/details/70918802
2.简单介绍可重入锁的原理，就像作者起的题目一样：轻松学习java可重入锁，这篇文章把可重入锁的机制解释的非常易懂生动。
https://blog.csdn.net/yanyan19880509/article/details/52345422
3.解释完了，直接看源码吧，这篇文章是我看过比较好的一篇介绍可重入锁源码的文章：
https://www.jianshu.com/p/7e1a1903d467
4.看完第三篇，是不是想了解下AQS：强烈推荐下面这篇讲解AQS的文章，妈呀，当我看完这篇文章之后，那叫一个通透，终于知道什么叫大牛，就是不单技术好，博客写的也NB
AQS：https://www.cnblogs.com/waterystone/p/4920797.html
5.读完AQS，是不是也想扫盲下CAS，那来吧：这篇把CAS连带Unsafe类将的比较通俗易懂
CAS：https://blog.csdn.net/mmoren/article/details/79185862
6.最后，记不记得第三篇文章提到了CAS自旋volatile变量，如果还感兴趣的朋友可以参考下这篇文章:
https://blog.csdn.net/holmofy/article/details/73824757
二.可重入锁机制及源码总结：
可重入锁分公平锁和非公平锁：线程老老实实在同步队列排队机制的锁叫公平锁，在之前线程释放锁期间可以加塞的锁叫非公平锁，可重入锁的默认锁是非公平锁。读完上面几篇文章后，可结合我的总结的源码图进行巩固（图片尺寸比较大，下载看更清楚，我传的是高清图），公平锁和非公平锁机制类似，因此这里只拿不公平锁举例。
可重入锁里面有三个内部类，Sync同步类，非公平锁类，公平锁类，其中Sync类给公平锁和非公平锁实现了一些共有方法，比如tryRelease()等方法，也给非公平锁实现了一些特定的比如nonfairTryAcquire()方法（还真是非公平啊...）。
可重入锁最基本最重要的方法就是lock()加锁和unLock()释放锁方法，这里重点介绍这两个方法。
可重入锁源码图.jpg
三.自定义同步器AQS：
谈到并发，不得不谈Reentrantlock，而谈到ReentrantLock，不得不谈AbstractQueuedSynchronizer，就像名字描述的，抽象队列同步器定义了一套多线程访问共享资源的同步器框架，许多类的实现都依赖它，比如
ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch等。
AQS维护了一个volatile state（代表共享资源）和FIFO线程等待队列（多线程竞争资源队列），不同自定义同步器竞争共享资源的方式不同，但自定义同步器在实现时只需实现共享资源state的获取与释放方式即可，至于线程等待队列的维护，AQS已经实现好了，主要有下面几个方法：
- isHeldExclusively()：该线程是否正在独占资源。只有用到condition才需要去实现它。
- tryAcquire(int)：独占方式。尝试获取资源，成功则返回true，失败则返回false。
- tryRelease(int)：独占方式。尝试释放资源，成功则返回true，失败则返回false。
- tryAcquireShared(int)：共享方式。尝试获取资源。负数表示失败；0表示成功，但没有剩余可用资源；正数表示成功，且有剩余资源。
- tryReleaseShared(int)：共享方式。尝试释放资源，如果释放后允许唤醒后续等待结点返回true，否则返回false。
AQS定义两种资源共享方式：独占模式（EXCLUSIVE，只有一个线程能执行，如Reentrantlock）和共享模式（Semaphore、CountDownLatch）。一般来说，自定义同步器要么是独占的，要么是共享的，也可兼有两种模式，比如ReentrantReadWritelock。我们实现某种模式只需要继承AQS，实现tryAcquire和tryRelease方法即可，这也是AQS不是接口而是类的原因，用什么模式只要实现那个模式对应的方法。
四.CAS：
CAS全称CompareAndSwap，核心算法是这样的：
CAS（V，E，N）//V-要更新的变量；E-旧值，或者叫期望值；N-要替换的新值；
在替换为新值之前，比较下变量V是否是当前的期望值，如果相等，替换，不相等，不做动作或重复检测。
锁分为悲观锁和乐观锁，在多线程环境下，
- 悲观锁：如果在执行动作之前会认为可能发生锁冲突，在执行动作之前加锁的机制为悲观锁，对待操作是一种悲观的态度；
- 乐观锁：在执行动作之前认为不会发生锁冲突，也不加锁，即无所操作，一旦发生所冲突再去解决冲突的机制为乐观锁，对待操作是一种乐观的态度；
而CAS就是一种乐观锁，他是一种系统级语言，因为系统原语的字节码指令执行时连续的，所以说CAS操作时一条CPU的原子指令操作，不会造成数据不一致的问题。
Unsafe类
我们接着深入一下，CAS在Java的实现环境中必须依赖鲜为人知的Unsafe类，可以理解为CAS操作是Unsafe类的一些方法。Unsafe这个类的方法都是被native()方法修饰的，意思是它的方法可以向操作C指针一样直接操作物理内存，直接调用操作系统底层资源执行相应任务。Unsafe类里CAS的相关操作涉及的方法如下：
//o为指定对象，offset为对象内存的偏移量，偏移量迅速定位字段并设置或获取该字段的值，
expected表示期望值，x表示要设置的值，下面3个方法都通过CAS原子指令执行操作。
public final native boolean compareAndSwapObject(Object o, long offset,Object expected, Object x);
public final native boolean compareAndSwapInt(Object o, long offset,int expected,int x);
public final native boolean compareAndSwapLong(Object o, long offset,long expected,long x);
- 线程挂起与恢复
在Java中，线程的挂起与恢复的相关操作被封装在LockSuport类中，但是其底层的还是通过Unsafe类的park()和unPark()方法实现的， - CAS使用场景
从Java1.5开始，提供了java.util.concurrent.atomic包，在该包中有很多基于CAS操作实现的类，比如
AtomicBoolean：原子更新布尔类型
AtomicInteger：原子更新整型
AtomicLong：原子更新长整型
比如AtomicInteger的原子自增方法getAndAddInt()就是实现了CAS操作，从而保证了线程安全，有兴趣的朋友可以去看下源码。
后记：由于能力有限，若有错误或者不当之处，还请大家批评指正，一起学习交流！
