java多线程：并发包中ReentrantLock锁的公平锁原理

一：锁的原理结构

（1）锁对象内部维护了一个同步管理器的对象AbstractQueuedSynchronizer，AbstractOwnableSynchronizer

（2）该对象其实是一个抽象类，具体的锁的管理器继承该抽象类

（3）该抽象类的关键属性有：---->Thread exclusiveOwnerThread（获取锁的线程对象）

----> Node head(首节点，正在拥有当前锁的线程构造的Node对象)

---->Node tail(尾巴节点，等待获取锁的线程构造的双向链表结构的队列的最后一个节点)

---->int state(当前该锁被线程争抢的状态，如果state=0,表示无线程争抢该锁，如果state>0则表示已经有线程拥有该锁)

二：锁中的Node队列的结构

（1）所有的线程在执行到获取锁的代码的部分，都会调用同步管理器的lock()方法，如果有线程获取锁，则将该线程构造成node对象，添加到队列尾部，并调用系统命令阻塞当前线程。也就是代码执行到这，当前线程就不再执行。

（2）拥有锁的线程，在释放锁的时候，会唤醒自己的后继节点的线程，让其争抢锁。

（3）Node的内部结构属性

--->int waitStatus(当前node的线程在争抢锁过程的状态标识)

--->Node prev(当前node的上一个node的引用,前驱节点)

--->Node next(当前node的下一个INITALnode的引用，后继节点)

--->Thread thread(当前node所代表的线程的线程对象)

--->Node nextWaiter(下一个等待着的node)

(4)node等待状态的的含义

CANCELLED = 1：由于同步队列中等待线程等待超时或被中断，需要从同步队列中取消等待，节点进入该状态不会再变化

SIGNAL = -1：后继节点线程处于等待状态，而当前节点的线程如果释放了同步状态或者被取消，将会通知后继节点，使后继节点得以运行。

CONDITION = -2：在等待队列中，节点线程等待在Condition上，当其他线程对Condition调用了signal()方法后，该节点将会从等待队列中转移到同步队列中。加入到对同步状态的获取中。

PROPAGATE = -3：表示下一次共享式同步状态获取将会无条件被传播下去。

INITIAL=0:初始化状态

三：公平锁和非公平锁的区别

（1）公平锁的锁获取，严格按照等待顺序进行锁获取，在获取锁的时候有一个判断hasQueuedPredeccssors(),同步队列中是否有前驱节点在等待获取锁，如果有，则放弃获取锁，而是添加到队尾，排队获取锁

（2）非公平锁，是获取锁的顺序是随机的，甚至，有的线程可能会一直无法获取锁，出现线程饥饿情况。

（3）公平锁的性能往往没有非公平锁的性能高，因为它需要排队，则需要进行程序状态的切换，要比非公平锁的切换次数多。

四：锁的获取和释放的过程图