AQS之公平锁和非公平锁
AQS之公平锁和非公平锁(二)
一、概念
注意:因为ReentrantLock 类可以实现公平锁和非公平锁,所以本文的讲解以该类为主。
1.1 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。
1.2 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。在这个过程中,会和队列中的线程竞争,得到锁的顺序并不一定是先到先得。
1.3 ReentrantLock 类
ReentrantLock是一个可重入且独占式的锁,并且同时实现了公平锁和非公平锁,所以本文的讲解以该类为主。
1.3.1 Sync
Sync是RenntrantLock类的一个内部抽象类,官方解释为是一个帮助类。该类继承了AQS,所以具备AQS的大部分属性和方法,同时又重写了一些必要方法:tryRelease(),isHeldExclusively(),也就是说继承该类的类都具有该方法。同时该类有新加一些自己的方法,供具体的实现类使用:nonfairTryAcquire(),newCondition()。nonfairTryAcquire()是为了非公平锁模式下竞争锁,newCondition(),最终是为了创建条件队列。
1.3.2 NonfairSync
NonfairSync继承了Sync,是一个实现类,重要的方法有:lock(),tryAcquire(int acquires)
1.3.3 FairSync
FairSync继承了Sync,是一个实现类,重要的方法有:lock(),tryAcquire(int acquires)
总结:公平锁和非公平锁在概念上的区分:是否优先进入队列。优先进入队列的线程是公平锁,优先抢占资源的是非公平锁。
二、公平锁和非公平锁重要方法
2.1 lock
使用RenntrantLock构造函数可以构建公平锁和非公平锁,两者区别主要体现在lock方法中,具体有两处,构造方法如下:
//默认非公平锁
public ReentrantLock() {sync = new NonfairSync();}
//传入true,可以构建公平锁
public ReentrantLock(boolean fair) {sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();}
ReentrantLock的获取锁方法的路径:lock()->acquire(),其中acquire()方法可以参考AQS之理论知识(一)中的讲解,两者的区别是lock方法以及不同实现类重写的tryAcquire()。
2.2.1 NonfairSync 的lock
final void lock() {//区别一:非公平锁竞争锁资源会先去竞争锁,而公平锁只会在锁状态为0时才会竞争锁if (compareAndSetState(0, 1))setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());elseacquire(1);}
调用NonfairSync 的lock,直接竞争锁,成功的话直接返回。失败的话,执行acquire(),因为AQS是模块方法,所以NonfairSync 需要重写tryAcquire(),在这个方法中当锁状态为0时直接竞争锁,无需查看队列是否有线程。
2.2.2 FairSync的lock
final void lock() {acquire(1);}
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {final Thread current = Thread.currentThread();int c = getState();if (c == 0) {//区别二:查看队列里面是否有节点,有的话,加入队列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;}
调用FairSync的lock,直接执行acquire(),因为AQS是模块方法,所以FairSync需要重写tryAcquire(),在这个方法中当锁状态为0时直接竞争锁,需要查看队列是否有线程,有线程的话将新线程添加到队列中,其他业务和非公平锁一致。
总结:区别一:非公平锁竞争锁资源会先去竞争锁,而公平锁只会在锁状态为0时才会竞争锁;
区别二:公平锁查看队列里面是否有节点,有的话,加入队列,没有的话直接区抢锁;而非公平锁则是直接抢锁。
2.2 unlock
public void unlock() {sync.release(1);}public final boolean release(int arg) {if (tryRelease(arg)) {Node h = head;if (h != null && h.waitStatus != 0)unparkSuccessor(h);return true;}return false;}
RenntrantLock的解锁调用的是AQS的release(),而解锁调用的tryRelease(arg)是两者共用的。所以解锁的步骤依然是两大步骤:
2.2.1 更改锁状态,如果锁被完全释放,同时将独占锁绑定的线程清空;
2.2.2 唤醒队列的节点绑定的线程。
2.3 await
因为await方法最终调用的是Condition中的方法,所以AQS中await方法无法重写,都是公用AQS现成的方法。具体参考AQS之理论知识(一)对此的描述。
2.4 signal
因为signal方法最终调用的是Condition中的方法,所以AQS中signal方法无法重写,都是公用AQS现成的方法。具体参考AQS之理论知识(一)对此的描述。
三、总结
3.1 公平锁和非公平锁在概念上的区分:是否优先进入队列。优先进入队列的线程是公平锁,优先抢占资源的是非公平锁;
3.2公平锁和非公平锁的在ReentrantLock实现上的区别:
区别一:非公平锁竞争锁资源会先去竞争锁,而公平锁只会在锁状态为0时才会竞争锁;
区别二:公平锁查看队列里面是否有节点,有的话,加入队列,没有的话直接区抢锁;而非公平锁则是直接抢锁。
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