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1.概论
1.1.实现锁的要素
JAVA中的锁都是可重入的锁，因为不可重入的试用的时候很容易造成死锁。这个道理很好想明白：
当一个线程已经持有一个锁，并在持有该锁的过程中再次尝试获取同一把锁时，如果没有重入机制，第二次请求会被阻塞，因为锁已经被自己持有。这会导致线程自我死锁，因为它在等待自己释放的锁。
可重入是指获取锁的线程可以继续重复的获得此锁。其实我们想都能想到要实现一把锁需要些什么，首先肯定是：
标志位，也叫信号量，标记锁的状态和重入次数，这样才能完成持有锁和释放锁。
接下来要考虑的是拒接策略，当前锁被持有期间，后续的请求线程该怎么处理，当然可以直接拒绝，JAVA的选择委婉点，选择了允许这些线程躺在锁上阻塞等待锁被释放。要实现让线程躺在锁上等待，我们想想无非要：
需要支持对一个线程的阻塞、唤醒
需要记录当前哪个线程持有锁
需要一个队列维护所有阻塞在当前锁上的线程
OK，以上四点就是JAVA锁的核心，总结起来就是信号量+队列，分别用来记录持有者和等待者。
1.2.阻塞、唤醒操作
首先我们来看看阻塞和唤醒的操作，在JDK中提供了一个Unsafe类，该类中提供了阻塞或唤醒线程的一对操作 原语——park/unpark：
public native void unpark(Object var1); public native void park(boolean var1, long var2);这对原语最终会调用操作系统的程序接口执行线程操作。
1.2.阻塞队列
拿来维护所有阻塞在当前锁上的线程的队列能是个普通队列吗？很显然不是，它的操作必须是线程安全的是吧，所以这个队列用阻塞队列实现才合适。什么是阻塞队列：
阻塞队列提供了线程安全的元素插入和移除操作，并且在特定条件下会阻塞线程，直到满足操作条件。
说到JDK中的阻塞队列，其核心就是AbstractQueuedSynchronizer，简称AQS，由双向链表实现的一个元素操作绝对安全的队列，用来在锁的实现中维护阻塞在锁上的线程上的队列的这个角色。
来看看AQS的源码：
它有指向前后节点的指针、有一个标志位state、还有一个提供线程操作原原语（阻塞、唤醒）的unsafe类。
所以其实AQS就长这样：
点进源码可以看到其随便一个方法都是线程安全的：
由于本文不是专门聊AQS这里就不扩展了，反正知道AQS是一个线程安全的阻塞队列就对了。
1.3.Lock接口和Sync类
JAVA中所有锁的顶级父接口，用来规范定义一把锁应该有那些行为职责：
public interface Lock { void lock(); void lockInterruptibly() throws InterruptedException; boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException; void unlock(); Condition newCondition(); }JAVA中所有锁的实现都是依托AQS去作为阻塞队列，每个锁内部都会实现一个Sync内部类，在自身Sync内部以不同的策略去操作AQS实现不同种类的锁。
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {......}2.各种锁
2.1.互斥锁
2.1.1.概论
ReentrantLock，互斥锁，ReentrantLock本身没有任何代码逻辑，依靠内部类Sync干活儿：
public class ReentrantLock implements Lock, Serializable { private final ReentrantLock.Sync sync; public void lock() { this.sync.lock(); } public void unlock() { this.sync.release(1); } ...... }ReentrantLock的Sync继承了AQS
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {......}Sync是抽象类，有两个实现：
NonfairSync，公平锁
FairSync，非公平锁
实例化ReentrantLock的实例时，根据传入的标志位可以创建公平和公平的实现
public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable{ public ReentrantLock() { sync = new NonfairSync(); } public ReentrantLock(boolean fair) { sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync(); } ...... } }2.1.2.源码
1.lock()
公平锁的lock()：
static final class FairSync extends Sync { final void lock() { acquire(1);//进来直接排队 }非公平锁的lock():
static final class NonfairSync extends Sync { final void lock() { if (compareAndSetState(0, 1))//进来直接抢锁 setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());//将锁的持有者设置为当前线程 else acquire(1);//没抢过再去排队 } }acquire（）是AQS的模板方法：
tryAcquire，尝试再去获取一次锁，公平锁依然是排队抢，去看看阻塞队列是否为空；非公平锁依然是直接抢。
acquireQueued，将线程放入阻塞队列。
public final void acquire(int arg) { if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) selfInterrupt(); }acquireQueued（..）是lock()最关键的一部分，addWaiter（..）把Thread对象加入阻塞队列，acquireQueued（..）完成对线程的阻塞。
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) { boolean failed = true; try { boolean interrupted = false; for (;;) { final Node p = node.predecessor(); if (p == head && tryAcquire(arg)) {//如果发现自己在队头就去拿锁 setHead(node); p.next = null; // help GC failed = false; return interrupted; } if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt())//调用原语，阻塞自己 interrupted = true; } } finally { if (failed) cancelAcquire(node); } }acquireQueued（..）函数有一个返回值，表示什么意思 呢？虽然该函数不会中断响应，但它会记录被阻塞期间有没有其他线 程向它发送过中断信号。如果有，则该函数会返回true；否则，返回false。所以才有了以下逻辑：
public final void acquire(int arg) { if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) selfInterrupt(); }public final void acquire(int arg) { if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) selfInterrupt(); }当 acquireQueued（..） 返回 true 时，会调用 selfInterrupt （），自己给自己发送中断信号，也就是自己把自己的中断标志位设 为true。之所以要这么做，是因为自己在阻塞期间，收到其他线程中 断信号没有及时响应，现在要进行补偿。这样一来，如果该线程在loc k代码块内部有调用sleep（）之类的阻塞方法，就可以抛出异常，响 应该中断信号。
2.unlock()
unlock的逻辑很简单，每次unlock，state-1，直到state=0时，将锁的拥有者置null，释放锁。由于只有锁的持有线程才能操作lock，所以unlock()不需要用CAS，操作时直接判断一下是不是锁的持有线程在操作即可。
public void unlock() { sync.release(1); } public final boolean release(int arg) { if (tryRelease(arg)) {//释放锁 Node h = head; if (h != null && h.waitStatus != 0) unparkSuccessor(h);//唤醒阻塞队列中的后继者 return true; } return false; }释放锁：
protected final boolean tryRelease(int releases) { int c = getState() - releases;//每次unlock，state减1 if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())//判断是不是锁的持有线程 throw new IllegalMonitorStateException(); boolean free = false; if (c == 0) {//state为0表示该锁没有被持有 free = true; setExclusiveOwnerThread(null);//将锁的持有者置null } setState(c); return free; }唤醒后继者：
private void unparkSuccessor(Node node) { int ws = node.waitStatus; if (ws < 0) compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0); Node s = node.next; if (s == null || s.waitStatus > 0) { s = null; for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev) if (t.waitStatus <= 0) s = t; } if (s != null) LockSupport.unpark(s.thread); }2.2.读写锁
读写锁是一个实现读写互斥的锁，读写锁包含一个读锁、一个写锁：
public interface ReadWriteLock{ Lock readLock(); Lock writeLock(); }读写锁的使用就是直接调用对应锁进行锁定和解锁：
ReadWriteLock rwLock=new ReetrantReadWriteLock(); Lock rLock=rwLock.readLock(); rLock.lock(); rLock.unLock(); Lock wLock=rwLock.writeLock(); wLock.lock(); wLock.unLock();读写锁的Sync内部类对读锁和写锁采用同一个int型的信号量的高16位和低16位分别表示读写锁的状态和重入次数，这样一次CAS就能统一处理进行读写互斥操作：
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer { static final int SHARED_SHIFT = 16; static final int SHARED_UNIT = (1 << SHARED_SHIFT); static final int MAX_COUNT = (1 << SHARED_SHIFT) - 1; static final int EXCLUSIVE_MASK = (1 << SHARED_SHIFT) - 1; static int sharedCount(int c) { return c >>> SHARED_SHIFT; } static int exclusiveCount(int c) { return c & EXCLUSIVE_MASK; } }2.3.Condition
2.3.1.概论
condition用于更加细粒度的控制锁上面的线程阻塞、唤醒。
以下以一个经典的生产、消费者问题为例：
队列空的时候进来的消费者线程阻塞，有数据放进来后唤醒阻塞的消费者线程。
队列满的时候进来的生产者线程阻塞，有空位后唤醒阻塞的生产者线程。
锁粒度的实现：
public void enqueue(){ synchronized(queue){ while(queue.full()){ queue.wait(); } //入队列 ...... //通知消费者，队列中有数据了 queue.notify(); } } public void dequeue(){ synchronized(queue){ while(queue.empty()){ queue.wait(); } //出队列 ...... //通知生产者，队列中有空位了，可以继续放数据 queue.notify(); } }可以发现，唤醒的时候把阻塞的生产消费线程一起唤醒了。
条件粒度的实现：
private final Lock lock = new ReentrantLock(); private final Condition notFull = lock.newCondition(); // 用于等待队列不满 private final Condition notEmpty = lock.newCondition(); // 用于等待队列非空 public void enqueue(Object item) { try { while (queue.isFull()) { notFull.await(); // 等待队列不满 } // 入队列操作 // ... // 入队后，通知等待的消费者 notEmpty.signal(); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); // 保持中断状态 // 处理中断逻辑 } finally { queue.unlock(); } } public void dequeue() { try { while (queue.isEmpty()) { notEmpty.await(); // 等待队列非空 } // 出队列操作 // ... // 出队后，通知等待的生产者 notFull.signal(); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); // 保持中断状态 // 处理中断逻辑 } finally { queue.unlock(); } }2.3.2.底层实现
Condition由Lock产生，因此Lock中持有Condition：
public interface Lock { ...... Condition newCondition(); }承担功能的其实就是Syn中的ConditionObject，也就是AQS中的ConditionObject：
final ConditionObject newCondition() { return new ConditionObject(this); }一个Condition上面阻塞着多个线程，所以每个Condition内部都有一个队列，用来记录阻塞在这个condition上面的线程，这个队列其实也是AQS实现的，AQS中除了实现一个以Node为节点的队列，还实现了一个以ConditionObject为节点的队列：
public abstract class AbstractQueuedSynchronizer extends AbstractOwnableSynchronizer implements java.io.Serializable { public class ConditionObject implements Condition, java.io.Serializable { private static final long serialVersionUID = 1173984872572414699L; private transient Node firstWaiter; private transient Node lastWaiter; ...... } }Condition是个接口，定义了一系列条件操作：
public interface Condition { void await() throws InterruptedException; void awaitUninterruptibly(); long awaitNanos(long var1) throws InterruptedException; boolean await(long var1, TimeUnit var3) throws InterruptedException; boolean awaitUntil(Date var1) throws InterruptedException; void signal(); void signalAll(); }