一分鐘理解Java公平鎖與非公平鎖

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和朋友聊天他提到：ReentrantLock 的構造函數能夠傳遞一個 bool 數據，true 時構造的是「公平鎖」、false 時構造的是「非公平鎖」。個人印象中鎖是不區分類型的，因此認爲這應該是 Java 發明的概念，因而就惡補了一下。分佈式

鎖的底層實現

不管什麼語言在操做系統層面鎖的操做都會變成系統調用（System Call），以 Linux 爲例，就是 futex 函數，能夠把它理解爲兩個函數： futex_wait(s)，對變量 s 加鎖；futex_wake(s)釋放 s 上的鎖，喚醒其餘線程。函數

在ReentrantLock中很明顯能夠看到其中同步包括兩種，分別是公平的FairSync和非公平的NonfairSync。高併發

公平鎖的做用就是嚴格按照線程啓動的順序來執行的，不容許其餘線程插隊執行的；而非公平鎖是容許插隊的。性能

默認狀況下ReentrantLock是經過非公平鎖來進行同步的，包括synchronized關鍵字都是如此，由於這樣性能會更好。優化

由於從線程進入了RUNNABLE狀態，能夠執行開始，到實際線程執行是要比較久的時間的。ui

並且，在一個鎖釋放以後，其餘的線程會須要從新來獲取鎖。其中經歷了持有鎖的線程釋放鎖，其餘線程從掛起恢復到RUNNABLE狀態，其餘線程請求鎖，得到鎖，線程執行，這一系列步驟。若是這個時候，存在一個線程直接請求鎖，可能就避開掛起到恢復RUNNABLE狀態的這段消耗，因此性能更優化。spa

/** * Creates an instance of {@code ReentrantLock}. * This is equivalent to using {@code ReentrantLock(false)}. */
    public ReentrantLock() { sync = new NonfairSync(); }

默認狀態，使用的ReentrantLock()就是非公平鎖。再參考以下代碼，咱們知道ReentrantLock的獲取鎖的操做是經過裝飾模式代理給sync的。操作系統

/** * Acquires the lock. * * <p>Acquires the lock if it is not held by another thread and returns * immediately, setting the lock hold count to one. * * <p>If the current thread already holds the lock then the hold * count is incremented by one and the method returns immediately. * * <p>If the lock is held by another thread then the * current thread becomes disabled for thread scheduling * purposes and lies dormant until the lock has been acquired, * at which time the lock hold count is set to one. */
    public void lock() { sync.lock(); }

下面參考一下FairSync和NonfairSync對lock方法的實現：線程

/** * Sync object for non-fair locks */
    static final class NonfairSync extends Sync { /** * Performs lock. Try immediate barge, backing up to normal * acquire on failure. */
        final void lock() { if (compareAndSetState(0, 1)) setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); else acquire(1); } } /** * Sync object for fair locks */
    static final class FairSync extends Sync { final void lock() { acquire(1); } }

當使用非公平鎖的時候，會馬上嘗試配置狀態，成功了就會插隊執行，失敗了就會和公平鎖的機制同樣，調用acquire()方法，以排他的方式來獲取鎖，成功了馬上返回，不然將線程加入隊列，知道成功調用爲止。