不懂什么是锁?看看这篇你就明白了 (9)

对于正常排队的人来说,没有人插队,每个人都在等待排队打饭的机会,那么这种方式对每个人来说都是公平的,先来后到嘛。这种锁也叫做公平锁。

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那么假如插队的这个人成功买上饭并且在买饭的过程不管有没有人制止他,他的这种行为对正常排队的人来说都是不公平的,这在锁的世界中也叫做非公平锁。

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那么我们根据上面的描述可以得出下面的结论

公平锁表示线程获取锁的顺序是按照线程加锁的顺序来分配的,即先来先得的FIFO先进先出顺序。而非公平锁就是一种获取锁的抢占机制,是随机获得锁的,和公平锁不一样的就是先来的不一定先得到锁,这个方式可能造成某些线程一直拿不到锁,结果也就是不公平的了。

锁公平性的实现

在 Java 中,我们一般通过 ReetrantLock 来实现锁的公平性

我们分别通过两个例子来讲解一下锁的公平性和非公平性

锁的公平性

public class MyFairLock extends Thread{ private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); public void fairLock(){ try { lock.lock(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在持有锁"); }finally { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "释放了锁"); lock.unlock(); } } public static void main(String[] args) { MyFairLock myFairLock = new MyFairLock(); Runnable runnable = () -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "启动"); myFairLock.fairLock(); }; Thread[] thread = new Thread[10]; for(int i = 0;i < 10;i++){ thread[i] = new Thread(runnable); } for(int i = 0;i < 10;i++){ thread[i].start(); } } }

我们创建了一个 ReetrantLock,并给构造函数传了一个 true,我们可以查看 ReetrantLock 的构造函数

public ReentrantLock(boolean fair) { sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync(); }

根据 JavaDoc 的注释可知,如果是 true 的话,那么就会创建一个 ReentrantLock 的公平锁,然后并创建一个 FairSync ,FairSync 其实是一个 Sync 的内部类,它的主要作用是同步对象以获取公平锁。

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而 Sync 是 ReentrantLock 中的内部类,Sync 继承 AbstractQueuedSynchronizer 类,AbstractQueuedSynchronizer 就是我们常说的 AQS ,它是 JUC(java.util.concurrent) 中最重要的一个类,通过它来实现独占锁和共享锁。

abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {...}

也就是说,我们把 fair 参数设置为 true 之后,就可以实现一个公平锁了,是这样吗?我们回到示例代码,我们可以执行一下这段代码,它的输出是顺序获取的(碍于篇幅的原因,这里就暂不贴出了),也就是说我们创建了一个公平锁

锁的非公平性

与公平性相对的就是非公平性,我们通过设置 fair 参数为 true,便实现了一个公平锁,与之相对的,我们把 fair 参数设置为 false,是不是就是非公平锁了?用事实证明一下

private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(false);

其他代码不变,我们执行一下看看输出(部分输出)

Thread-1启动 Thread-4启动 Thread-1正在持有锁 Thread-1释放了锁 Thread-5启动 Thread-6启动 Thread-3启动 Thread-7启动 Thread-2启动

可以看到,线程的启动并没有按顺序获取,可以看出非公平锁对锁的获取是乱序的,即有一个抢占锁的过程。也就是说,我们把 fair 参数设置为 false 便实现了一个非公平锁。

ReentrantLock 基本概述

ReentrantLock 是一把可重入锁,也是一把互斥锁,它具有与 synchronized 相同的方法和监视器锁的语义,但是它比 synchronized 有更多可扩展的功能。

ReentrantLock 的可重入性是指它可以由上次成功锁定但还未解锁的线程拥有。当只有一个线程尝试加锁时,该线程调用 lock() 方法会立刻返回成功并直接获取锁。如果当前线程已经拥有这把锁,这个方法会立刻返回。可以使用 isHeldByCurrentThread 和 getHoldCount 进行检查。

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