什么叫获取到了锁

在Java中，“获取到了锁”这一概念并非抽象说法，而是通过底层数据结构和线程状态的显式管理实现的。具体判断逻辑因锁类型不同而有所差异，以下是核心机制解析：

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一、synchronized锁的获取判断

1. 对象头与Monitor机制

• 底层实现：每个Java对象头中的Mark Word字段存储了锁状态信息（如偏向锁、轻量级锁、重量级锁标志位）。
• 获取锁的判断逻辑：
  • 无锁状态：Mark Word标志位为01，线程通过CAS操作尝试将锁标志位修改为偏向锁或轻量级锁。
  • 偏向锁：Mark Word中记录线程ID，若当前线程ID匹配则直接获取锁（无需竞争）。
  • 轻量级锁：通过CAS操作将对象头替换为指向线程栈中锁记录的指针，成功则获取锁。
  • 重量级锁：依赖操作系统的互斥量（Mutex），线程需进入Monitor的Entry List队列等待唤醒。

2. Monitor计数器

• 计数器（count）：记录线程重入次数。
  • 线程首次获取锁时，计数器置1；每次重入计数器+1，释放时计数器-1，归零时彻底释放锁。

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二、ReentrantLock锁的获取判断

1. AQS（AbstractQueuedSynchronizer）机制

• state变量：核心状态标识，0表示未锁定，≥1表示锁被占用（可重入次数）。
  • 线程通过CAS操作将state从0改为1，成功则获取锁；失败则加入CLH队列等待。
• exclusiveOwnerThread：记录当前持有锁的线程，用于实现可重入性。

2. 公平性与非公平性

• 非公平锁：新线程直接尝试CAS抢锁，无需排队。
• 公平锁：检查CLH队列是否有等待线程，若有则排队。

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三、锁获取的通用判断逻辑

1. 硬件级原子操作（CAS）

• 所有锁的获取最终依赖CPU的CAS指令（Compare-And-Swap），确保状态修改的原子性。例如：
  • synchronized轻量级锁通过CAS替换对象头指针。
  • ReentrantLock通过CAS修改AQS的state变量。

2. 线程状态管理

• 阻塞状态（BLOCKED）：获取锁失败时，线程被挂起（如进入Monitor的Entry List或AQS的CLH队列）。
• 唤醒机制：锁释放后，JVM或AQS从队列中唤醒线程重新竞争锁。

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四、示例：获取锁的代码级判断

1. synchronized场景

synchronized (lock) { 
    // 若当前线程的ID与对象头Mark Word中记录的线程ID一致，则直接进入代码块
}

• 底层动作：JVM检查对象头标志位，若为偏向锁且线程ID匹配，则直接获取锁。

2. ReentrantLock场景

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();  // 内部通过AQS的tryAcquire()方法判断state是否为0

• 底层动作：调用tryAcquire()方法，若state=0且CAS成功，则获取锁；否则加入队列。

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五、如何验证是否获取到锁？

1. 显式锁（如ReentrantLock）：
   • 使用isHeldByCurrentThread()方法直接判断。
2. 隐式锁（synchronized）：
   • 通过线程状态间接判断（如持有锁的线程能执行同步代码块）。

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总结

“获取到了锁”的本质是线程通过原子操作修改锁状态标识（如对象头、AQS的state），并记录自身为锁持有者。这一过程依赖硬件级原子指令（CAS）和操作系统级线程调度，而非抽象概念。理解具体锁类型的底层数据结构（如Mark Word、AQS队列）是掌握锁机制的关键。