聊聊Java并发面试问题之公平锁与非公平锁是啥?
一.什么是非公平锁?
先来聊聊非公平锁是啥,现在大家先回过头来看下面这张图。
注意一点,此时线程2可还停留在等待队列里啊,还没开始尝试重新加锁呢!
然而,不幸的事情发生了,这时半路杀出个程咬金,来了一个线程3!线程3突然尝试对ReentrantLock发起加锁操作,此时会发生什么事情?
很简单!线程2还没来得及重新尝试加锁呢。也就是说,还没来得及尝试重新执行CAS操作将state的值从0变为1呢!线程3冲上来直接一个CAS操作,尝试将state的值从0变为1,结果还成功了!
一旦CAS操作成功,线程3就会将“加锁线程”这个变量设置为他自己。给大家来一张图,看看这整个过程:
这就导致线程2被唤醒过后,重新尝试加锁执行CAS操作,结果毫无疑问,失败!
原因很简单啊!因为加锁CAS操作,是要尝试将state从0变为1,结果此时state已经是1了,所以CAS操作一定会失败!
一旦加锁失败,就会导致线程2继续留在等待队列里不断的等着,等着线程3释放锁之后,再来唤醒自己,真是可怜!先来的线程2居然加不到锁!
同样给大家来一张图,体会一下线程2这无助的过程:
上述的锁策略,就是所谓的非公平锁!
如果你用默认的构造函数来创建ReentrantLock对象,默认的锁策略就是非公平的。
在非公平锁策略之下,不一定说先来排队的线程就就先会得到机会加锁,而是出现各种线程随意抢占的情况。
那如果要实现公平锁的策略该怎么办呢?也很简单,在构造ReentrantLock对象的时候传入一个true即可:
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true)
此时就是说让他使用公平锁的策略,那么公平锁具体是什么意思呢?
二.什么是公平锁?
咱们重新回到第一张图,就是线程1刚刚释放锁之后,线程2还没来得及重新加锁的那个状态。
同样,这时假设来了一个线程3,突然杀出来,想要加锁。
如果是公平锁的策略,那么此时线程3不会跟个愣头青一样盲目的直接加锁。
他会先判断一下:咦?AQS的等待队列里,有没有人在排队啊?如果有人在排队的话,说明我前面有兄弟正想要加锁啊!
如果AQS的队列里真的有线程排着队,那我线程3就不能跟个二愣子一样直接抢占加锁了。
因为现在咱们是公平策略,得按照先来后到的顺序依次排队,谁先入队,谁就先从队列里出来加锁!
所以,线程3此时一判断,发现队列里有人排队,自己就会乖乖的排到队列后面去,而不会贸然加锁!
同样,整个过程我们用下面这张图给大家直观的展示一下:
上面的等待队列中,线程3会按照公平原则直接进入队列尾部进行排队。
接着,线程2不是被唤醒了么?他就会重新尝试进行CAS加锁,此时没人跟他抢,他当然可以加锁成功了。
然后呢,线程2就会将state值变为1,同时设置“加锁线程”是自己。最后,线程2自己从等待队列里出队。
整个过程,参见下图:
三.小结
好了,通过画图和文字分析,相信大家都明白什么是公平锁,什么是非公平锁了!
不过要知道java并发包里很多锁默认的策略都是非公平的,也就是可能后来的线程先加锁,先来的线程后加锁。
而一般情况下,非公平的策略都没什么大问题,但是大家要对这个策略做到心里有数,在开发的时候,需要自己来考虑和权衡是要用公平策略还是非公平策略。
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