并发编程 —— 源码分析公平锁和非公平锁

Posted 2021-04-05 江苏万和IT教育

前言

ReentrantLock 提供了公平锁和非公平锁，只需要在构造方法中使用一个 boolean 参数即可。默认非公平锁。

今天从源码层面看看区别和具体实现。

1. 类 UML 图

ReentrantLock 内部有一个抽象类 Sync，继承了 AQS。

而公平锁的实现就是 FairSync，非公平锁的实现就是 NodFairSync。

两把锁的区别在于lock 方法的实现。

2. 公平锁 lock 方法实现

调用的是 AQS 的acquire方法，熟悉 AQS 的同学都知道，AQS 会回调子类的 tryAcquire 方法，看看公平锁的tryAcquire实现。

说下逻辑：

获取 state 变量，如果是 0，说明锁可以获取。

判断 AQS 队列中是否有等待的线程，如果没有，就使用 CAS 尝试获取。获取成功后，将 CLH 的持有线程修改为当前线程。

重入锁逻辑。

如果失败，返回 false， AQS 会将这个线程放进队列，并挂起。

注意上面的第二步：判断 AQS 队列中是否有等待的线程。

这就是公平的体现。

再看看非公平锁的区别。

3. 非公平锁 lock 方法实现

lock  方法就不同了，很冲动的一个方法，直接使用 CAS 获取锁，如果成功了，就设置锁的持有线程为自己。很快速。所以默认使用了非公平锁。

如果失败了，就调用 AQS 的 acquire 方法。当然，我们看的还是tryAcquire方法，在上面的代码中，tryAcquire方法调用了父类Sync 的 nonfairTryAcquire，为什么在父类中呢？

在ReentrantLock 的 tryLock方法中，也调用了该方法。因为这个方法是快速返回的。该方法不会让等待时间久的线程获取锁。符合 tryLock 的设计。

方法实现如下：

该方法相比较公平锁的 tryAcquire方法，少了一步判断 AQS 队列中是否有等待的线程的操作。

他要做的就是直接抢锁，不让给队列里那些等待时间长的。

抢不到再进入队列。等待他的前置节点唤醒他。这个过程是公平的。

4. 总结

ReentrantLock中的公平锁和非公平锁的区别就在于：调用 lock 方法获取锁的时候 要不要判断 AQS 队列中是否有等待的线程，公平锁为了让每一个线程都均衡的使用锁，就需要判断，如果有，让给他，非公平锁很霸道，不让不让就不让。

但如果失败了，进入队列了，进会按照 AQS 的逻辑来，整体顺序就是公平的。

还有个注意的地方就是：ReentrantLock 的 tryLock（无超时机制） 方法使用的非公平策略。符合他的设计。

而 tryLock(long timeout, TimeUnit unit) 方法则会根据 Sync 的具体实现来调用。不会冲动的调用 nonfairTryAcquire 方法。

链接：https://juejin.im/post/5ae755736fb9a07acd4d829c

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