JAVA并发篇_公平锁与非公平锁

简单的来说，如果一个线程组里，能保证每个线程都能拿到锁，那么这个锁就是公平锁。相反，如果保证不了每个线程都能拿到锁，也就是存在有线程饿死，那么这个锁就是非公平锁。

一、引入概念

1、公平锁：

多个线程按照申请锁的顺序去获得锁，线程会直接进⼊队列去排队，永远都是队列的第⼀位才能得到锁。

优点：所有的线程都能得到资源，不会饿死在队列中。

缺点：吞吐量会下降很多，队列⾥⾯除了第⼀个线程，其他的线程都会阻塞，cpu唤醒阻塞线程的

开销会很⼤。

2、⾮公平锁：

多个线程去获取锁的时候，会直接去尝试获取，获取不到，再去进⼊等待队列，如果能获取到，就直接获取到锁。

优点：可以减少CPU唤醒线程的开销，整体的吞吐效率会⾼点，CPU也不必取唤醒所有线程，会减少唤起线程的数量。

缺点：可能导致队列中间的线程⼀直获取不到锁或者⻓时间获取不到锁，导致饿死。

二、Java中的实现

如何能保证每个线程都能拿到锁呢，队列FIFO是一个完美的解决方案，也就是先进先出，java的ReenTrantLock也就是用队列实现的公平锁和非公平锁。

在公平的锁中，如果有另一个线程持有锁或者有其他线程在等待队列中等待这个所，那么新发出的请求的线程将被放入到队列中。而非公平锁上，只有当锁被某个线程持有时，新发出请求的线程才会被放入队列中（此时和公平锁是一样的）。所以，它们的差别在于非公平锁会有更多的机会去抢占锁。

1、公平获取锁

java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$FairSync.javaprotected final boolean tryAcquire( int acquires) {final Thread current = Thread.currentThread();int c = getState();//状态为0，说明当前没有线程占有锁if (c ==  0 ) {//如果当前线程是等待队列的第一个或者等待队列为空，则通过cas指令设置state为1，当前线程获得锁if (isFirst(current) &&compareAndSetState( 0 , acquires)) {setExclusiveOwnerThread(current);return true ;}}
//如果当前线程本身就持有锁，那么叠加状态值，持续获得锁else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {int nextc = c + acquires;if (nextc <  0 )throw new Error( "Maximum lock count exceeded" );setState(nextc);return true ;}//以上条件都不满足，那么线程进入等待队列。return false ;
}

2、非公平获取锁

java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$Sync.javafinal boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {final Thread current = Thread.currentThread();int c = getState();if (c == 0) {//如果当前没有线程占有锁，当前线程直接通过cas指令占有锁，无视等待队列，就算自己排在队尾也是这样if (compareAndSetState(0, acquires)) {setExclusiveOwnerThread(current);return true;}}else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {int nextc = c + acquires;if (nextc < 0) // overflowthrow new Error("Maximum lock count exceeded");setState(nextc);return true;}return false;}

三、适用场景

更多的是直接使用非公平锁：非公平锁比公平锁性能高5-10倍，因为公平锁需要在多核情况下维护一个队列，如果当前线程不是队列的第一个无法获取锁，增加了线程切换次数。

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