深入分析ReentrantLock公平锁和非公平锁的区别
1 区别
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通过分析ReentrantLock中的公平锁和非公平锁的实现,其中tryAcquire是公平锁和非公平锁实现的区别,下面的两种类型的锁的tryAcquire的实现,从中我们可以看出在公平锁中,每一次的tryAcquire都会检查CLH队列中是否仍有前驱的元素,如果仍然有那么继续等待,通过这种方式来保证先来先服务的原则;而非公平锁,首先是检查并设置锁的状态,这种方式会出现即使队列中有等待的线程,但是新的线程仍然会与排队线程中的对头线程竞争(但是排队的线程是先来先服务的),所以新的线程可能会抢占已经在排队的线程的锁,这样就无法保证先来先服务,但是已经等待的线程们是仍然保证先来先服务的,所以总结一下公平锁和非公平锁的区别:
1、公平锁能保证:老的线程排队使用锁,新线程仍然排队使用锁。
2、非公平锁保证:老的线程排队使用锁;但是无法保证新线程抢占已经在排队的线程的锁。
公平锁的tryAcquire
/** * Fair version of tryAcquire. Don't grant access unless * recursive call or no waiters or is first. */ protected final boolean tryAcquire(int acquires) { final Thread current = Thread.currentThread(); int c = getState(); if (c == 0) { // !hasQueuedPredecessors()保证了不论是新的线程还是已经排队的线程都顺序使用锁 if (!hasQueuedPredecessors() && compareAndSetState(0, acquires)) { setExclusiveOwnerThread(current); return true; } } else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { int nextc = c + acquires; if (nextc < 0) throw new Error("Maximum lock count exceeded"); setState(nextc); return true; } return false; }
非公平锁的
/** * Performs non-fair tryLock. tryAcquire is implemented in * subclasses, but both need nonfair try for trylock method. */ final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) { final Thread current = Thread.currentThread(); int c = getState(); if (c == 0) { // 新的线程可能抢占已经排队的线程的锁的使用权 if (compareAndSetState(0, acquires)) { setExclusiveOwnerThread(current); return true; } } else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { int nextc = c + acquires; if (nextc < 0) // overflow throw new Error("Maximum lock count exceeded"); setState(nextc); return true; } return false; }
2 源码解析
参考 https://www.cnblogs.com/java-zhao/p/5131544.html
简化版的步骤:(非公平锁的核心)
基于CAS尝试将state(锁数量)从0设置为1
A、如果设置成功,设置当前线程为独占锁的线程;
B、如果设置失败,还会再获取一次锁数量,
B1、如果锁数量为0,再基于CAS尝试将state(锁数量)从0设置为1一次,如果设置成功,设置当前线程为独占锁的线程;
B2、如果锁数量不为0或者上边的尝试又失败了,查看当前线程是不是已经是独占锁的线程了,如果是,则将当前的锁数量+1;如果不是,则将该线程封装在一个Node内,并加入到等待队列中去。等待被其前一个线程节点唤醒。
简化版的步骤:(公平锁的核心)
获取一次锁数量,
B1、如果锁数量为0,如果当前线程是等待队列中的头节点,基于CAS尝试将state(锁数量)从0设置为1一次,如果设置成功,设置当前线程为独占锁的线程;
B2、如果锁数量不为0或者当前线程不是等待队列中的头节点或者上边的尝试又失败了,查看当前线程是不是已经是独占锁的线程了,如果是,则将当前的锁数量+1;如果不是,则将该线程封装在一个Node内,并加入到等待队列中去。等待被其前一个线程节点唤醒。