一对一视频app开发，“锁”的合理使用很重要

一对一视频app开发，“锁”的合理使用很重要，比如公平锁和非公平锁。

一、基本概念

公平锁：线程按照到来的先后顺序，排队等待使用资源。
非公平锁：线程不一定按照先后顺序使用资源，而是可能出现“插队”的情况。

ReentrantLock 的公平锁和非公平锁

synchronized是一种非公平锁，而ReentrantLock默认是非公平锁，但是也可设置为公平锁。
具体设置方式如下：

//生成一个公平锁
static Lock lock = new ReentrantLock(true);
//生成一个非公平锁
static Lock lock = new ReentrantLock(false);
static Lock lock = new ReentrantLock();//默认参数就是false，这种写法也可

 

通过更改一对一视频app开发中构造函数的参数，我们可以修改ReentrantLock的锁类型，true表示公平锁，false表示非公平锁。构造函数具体代码如下所示：

public ReentrantLock(boolean fair) {
    sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();//FairSync表示公平锁，NonfairSync表示非公平锁
}

 

二、加锁流程

1、ReentrantLock 和 AQS 的关系

AQS定义了一套多线程访问共享资源的同步器框架，许多同步类实现都依赖于它，如常用的ReentrantLock。
可就是说，ReentrantLock也是通过AQS来实现的，而自定义同步锁需要实现AQS框架中的tryAcquire()和tryRelease()方法或者tryAcquireShared()和tryReleaseShared()方法。

因此，ReentrantLock的加锁流程我们可用查看tryAcquire()方法了解。

2、公平锁-加锁流程

公平锁的tryAcquire()方法源码如下所示：

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
    final Thread current = Thread.currentThread();
    int c = getState();
    if (c == 0) {
        if (!hasQueuedPredecessors() && compareAndSetState(0,acquires)) {//这里判断了队列中是不是还有其他线程在等待 && 当前资源是否可用？ 
        //直接获取资源
            setExclusiveOwnerThread(current);
            return true;
        }
    } else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {//如果有其他线程在等待或者资源不可用，线程进入等待态，排队等待
        int nextc = c + acquires;
        if (nextc < 0) {
            throw new Error("Maximum lock count exceeded");
        }
        setState(nextc);
        return true;
    }
    return false;
}

 

代码流程如下所示：

查看是否有其他线程在等待资源。
如果没有其他线程在等待，查看资源是否可用，如果资源可用，直接获取资源。
如果有其他线程在等待或者资源不可用（正在被使用），线程乖乖排到队尾，并切换为等待唤醒的休眠态。

3、非公平锁-加锁流程

非公平锁的tryAcquire()方法源码如下所示：

final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
    final Thread current = Thread.currentThread();
    int c = getState();
    if (c == 0) {
        if (compareAndSetState(0, acquires)) { //这里只判断了资源是否可用，而没有判断是否有其他线程在等待
            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;
}

 

和公平锁相比，非公平锁的加锁流程只是少了对其他线程是否等待的判断，因此，非公平锁的加锁流程如下所示：

查看资源是否可用，如果资源可用，直接获取资源。
如果资源不可用，不需要管是否有线程在排队，还是排在等待队列队尾。

4、加锁流程和性能的关系

公平锁能保证线程获取资源的公平性，但是性能较低；
而非公平锁虽然无法保障公平性，但是性能更高，因此在一对一视频app开发大多数情况下，我们都会使用非公平锁。

关于“公平锁性能低，非公平锁性能高”的解释
理解这个结论，我们需要知道公平锁和非公平锁申请资源的流程。

对于公平锁，当一对一视频app开发的一个线程创建之后，它会看是否有其他线程在等待资源，也就是看看排队队伍里面有没有人，如果有其他线程在等待，它就乖乖排到队尾，并切换为等待唤醒的休眠态。而如果没有其他线程在等待，它就直接获取资源。
对于非公平锁，当一个线程创建之后，它会直接试着去获取资源，不管队伍里有没有人，如果这个时候正好资源被释放，那么非公平锁因为是抢着使用资源的，提出资源申请比首个在队列中等待的线程要早，因此资源会直接给它。如果获取资源失败，它才会乖乖去队尾排队等待。
对于线程状态的切换，从休眠态到就绪态，这部分是需要时间进行上下文切换的，因此，公平锁每次都直接进入休眠态等待被唤醒，这本身就是很耗费时间的事情，因此我们才说公平锁性能低，非公平锁性能高。

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