10.彻底理解ReentrantLock
1. ReentrantLock的介绍
ReentrantLock重入锁,是实现Lock接口的一个类,也是在实际编程中使用频率很高的一个锁,支持重入性,表示能够对共享资源能够重复加锁,即当前线程获取该锁再次获取不会被阻塞。在java关键字synchronized隐式支持重入性(关于synchronized可以看这篇文章),synchronized通过获取自增,释放自减的方式实现重入。与此同时,ReentrantLock还支持公平锁和非公平锁两种方式。那么,要想完完全全的弄懂ReentrantLock的话,主要也就是ReentrantLock同步语义的学习:1. 重入性的实现原理;2. 公平锁和非公平锁。
2. 重入性的实现原理
要想支持重入性,就要解决两个问题:1. 在线程获取锁的时候,如果已经获取锁的线程是当前线程的话则直接再次获取成功;2. 由于锁会被获取n次,那么只有锁在被释放同样的n次之后,该锁才算是完全释放成功。通过这篇文章,我们知道,同步组件主要是通过重写AQS的几个protected方法来表达自己的同步语义。针对第一个问题,我们来看看ReentrantLock是怎样实现的,以非公平锁为例,判断当前线程能否获得锁为例,核心方法为nonfairTryAcquire:
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
//1. 如果该锁未被任何线程占有,该锁能被当前线程获取
if (c == 0) {
if (compareAndSetState(0, acquires)) {
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
//2.若被占有,检查占有线程是否是当前线程
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
// 3. 再次获取,计数加一
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0) // overflow
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);
return true;
}
return false;
}
这段代码的逻辑也很简单,具体请看注释。为了支持重入性,在第二步增加了处理逻辑,如果该锁已经被线程所占有了,会继续检查占有线程是否为当前线程,如果是的话,同步状态加1返回true,表示可以再次获取成功。每次重新获取都会对同步状态进行加一的操作,那么释放的时候处理思路是怎样的了?(依然还是以非公平锁为例)核心方法为tryRelease:
protected final boolean tryRelease(int releases) {
//1. 同步状态减1
int c = getState() - releases;
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
boolean free = false;
if (c == 0) {
//2. 只有当同步状态为0时,锁成功被释放,返回true
free = true;
setExclusiveOwnerThread(null);
}
// 3. 锁未被完全释放,返回false
setState(c);
return free;
}
代码的逻辑请看注释,需要注意的是,重入锁的释放必须得等到同步状态为0时锁才算成功释放,否则锁仍未释放。如果锁被获取n次,释放了n-1次,该锁未完全释放返回false,只有被释放n次才算成功释放,返回true。到现在我们可以理清ReentrantLock重入性的实现了,也就是理解了同步语义的第一条。
3. 公平锁与公平锁
ReentrantLock支持两种锁:公平锁和非公平锁。何谓公平性,是针对获取锁而言的,如果一个锁是公平的,那么锁的获取顺序就应该符合请求上的绝对时间顺序,满足FIFO。ReentrantLock的构造方法无参时是构造非公平锁,源码为:
public ReentrantLock() {
sync = new NonfairSync();
}
另外还提供了另外一种方式,可传入一个boolean值,true时为公平锁,false时为非公平锁,源码为:
public ReentrantLock(boolean fair) {
sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}
在上面非公平锁获取时(nonfairTryAcquire方法)只是简单的获取了一下当前状态做了一些逻辑处理,并没有考虑到当前同步队列中线程等待的情况。我们来看看公平锁的处理逻辑是怎样的,核心方法为:
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) {
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;
}
}
这段代码的逻辑与nonfairTryAcquire基本上一致,唯一的不同在于增加了hasQueuedPredecessors的逻辑判断,方法名就可知道该方法用来判断当前节点在同步队列中是否有前驱节点,如果有前驱节点说明有线程比当前线程更早的请求资源,根据公平性,当前线程请求资源失败。如果当前节点没有前驱节点的话,再才有做后面的逻辑判断的必要性。公平锁每次都是从同步队列中的第一个节点获取到锁,而非公平性锁则不一定,有可能刚释放锁的线程能再次获取到锁。
公平锁 VS 非公平锁
公平锁每次获取到锁为同步队列中的第一个节点,保证请求资源时间上的绝对顺序,而非公平锁有可能刚释放锁的线程下次继续获取该锁,则有可能导致其他线程永远无法获取到锁,造成“饥饿”现象。
公平锁为了保证时间上的绝对顺序,需要频繁的上下文切换,而非公平锁会降低一定的上下文切换,降低性能开销。因此,ReentrantLock默认选择的是非公平锁,则是为了减少一部分上下文切换,保证了系统更大的吞吐量。
参考文献
《java并发编程的艺术》
10.彻底理解ReentrantLock的更多相关文章
- 智能合约语言 Solidity 教程系列10 - 完全理解函数修改器
这是Solidity教程系列文章第10篇,带大家完全理解Solidity的函数修改器. Solidity系列完整的文章列表请查看分类-Solidity. 写在前面 Solidity 是以太坊智能合约编 ...
- 10分钟理解BFC原理
10 分钟理解 BFC 原理 一.常见定位方案 在讲 BFC 之前,我们先来了解一下常见的定位方案,定位方案是控制元素的布局,有三种常见方案: 普通流 (normal flow) 在普通流中,元素按照 ...
- [转帖]SQL Server 10分钟理解游标
SQL Server 10分钟理解游标 https://www.cnblogs.com/VicLiu/p/11671776.html 概述 游标是邪恶的! 在关系数据库中,我们对于查询的思考是面向集合 ...
- T-SQL查询进阶-10分钟理解游标
转:http://www.cnblogs.com/CareySon/archive/2011/11/01/2231381.html 概述 游标是邪恶的! 在关系数据库中,我们对于查询的思考是面向集合的 ...
- 深入理解ReentrantLock
在Java中通常实现锁有两种方式,一种是synchronized关键字,另一种是Lock.二者其实并没有什么必然联系,但是各有各的特点,在使用中可以进行取舍的使用.首先我们先对比下两者. 实现: 首先 ...
- 彻底理解ReentrantLock
5.ReentrantLock的介绍 ReenTrantLock重入锁,是实现Lock接口的一个类,也是在实际编程中使用频率很高的一个锁,支持重入性,表示能够对共享资源能够重复加锁,即当前线程获取该锁 ...
- 从源码角度彻底理解ReentrantLock(重入锁)
目录 1.前言 2.AbstractQueuedSynchronizer介绍 2.1 AQS是构建同步组件的基础 2.2 AQS的内部结构(ReentrantLock的语境下) 3 非公平模式加锁流程 ...
- 10深入理解C指针之---指针运算和比较
该系列文章源于<深入理解C指针>的阅读与理解,由于本人的见识和知识的欠缺可能有误,还望大家批评指教. 指针运算有很多种,主要有指针的声明*.指针的解引*.指针指向(*).或->.指针 ...
- 一篇文章,彻底理解ReentrantLock
本人免费整理了Java高级资料,涵盖了Java.Redis.MongoDB.MySQL.Zookeeper.Spring Cloud.Dubbo高并发分布式等教程,一共30G,需要自己领取.传送门:h ...
随机推荐
- JQuery可以轻松实现数字框
如果使用JQuery,则可以轻松实现数字框. <input type="text" name="name" value="0" run ...
- NHibernate和Castle调试过程中,如何输出SQL的问题
首先,我在此需要强调的是,不管是Castle或者NHibernate输出SQL,都应该是属于NHibernate的技术,Castle的本身也是基于NHibernate开发的ORM框架 ...
- JavaScript:学习笔记(8)——对象扩展运算符
JavaScript:学习笔记(8)——扩展运算符 对象的扩展运算符 扩展运算符是三个点(...).用于取出参数对象的所有可遍历属性,然后拷贝到当前对象之中. 如上图所示,新建了一个对象a,然后通过扩 ...
- 3-CMD
诞生背景AMD其实已经算是解决了前端模块化开发的问题了,但是!!!但是,因为AMD管理依赖的时候,会把所有的依赖下载到本地,并且立即执行一次.依赖少了还好,多的话,那么多js均要被执行一次,这个内存消 ...
- 84. Largest Rectangle in Histogram(直方图最大面积 hard)
Given n non-negative integers representing the histogram's bar height where the width of each bar is ...
- 实战DVWA!
DVWA漏洞训练系统,来个大图^-^ 1.首先试了下DVWA的命令执行漏洞command execution 这是我在Low级别上测试的,另外附上low级别代码: <?php if( i ...
- 【转】C#操作xml
XML文件是一种常用的文件格式,例如WinForm里面的app.config以及Web程序中的web.config文件,还有许多重要的场所都有它的身影.Xml是Internet环境中跨平台的,依赖于内 ...
- [转] 把eclipse设置为黑色主题 方式二
首先,废话不多说,给大家看一下我设置成黑色主题后的效果: 至于怎么达到这个效果呢,首先是中间的编辑区. 从我的云盘里下载压缩包,解压到eclipse目录的dropins文件夹下,你就会有各种各样的编辑 ...
- Android Camera API ISO Setting
https://stackoverflow.com/questions/2978095/android-camera-api-iso-setting exif this.mCameraParamete ...
- 20145321 《Java程序设计》第3周学习总结
20145321 <Java程序设计>第3周学习总结 教材学习内容总结 第四章 4.1 类与对象 1.定义类:类定义时用关键词 class. 一个原始码中可以有多个类定义,但只能有一个公开 ...