獲取非公平鎖(基于JDK1.7.0_40)
非公平鎖和公平鎖在獲取鎖的方法上,流程是一樣的;它們的區別主要表現在“嘗試獲取鎖的機制不同”。簡單點說,“公平鎖”在每次嘗試獲取鎖時,都是采用公平策略(根據等待隊列依次排序等待);而“非公平鎖”在每次嘗試獲取鎖時,都是采用的非公平策略(無視等待隊列,直接嘗試獲取鎖,如果鎖是空閑的,即可獲取狀態,則獲取鎖)。
1. lock()
1
2
3
4
5
6
7
|
lock()在ReentrantLock.java的NonfairSync類中實現,它的源碼如下: final void lock() { if (compareAndSetState( 0 , 1 )) setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); else acquire( 1 ); } |
說明:
lock()會先通過compareAndSet(0, 1)來判斷“鎖”是不是空閑狀態。是的話,“當前線程”直接獲取“鎖”;否則的話,調用acquire(1)獲取鎖。
(01) compareAndSetState()是CAS函數,它的作用是比較并設置當前鎖的狀態。若鎖的狀態值為0,則設置鎖的狀態值為1。
(02) setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread())的作用是,設置“當前線程”為“鎖”的持有者。
“公平鎖”和“非公平鎖”關于lock()的對比
- 公平鎖 -- 公平鎖的lock()函數,會直接調用acquire(1)。
- 非公平鎖 -- 非公平鎖會先判斷當前鎖的狀態是不是空閑,是的話,就不排隊,而是直接獲取鎖。
2. acquire()
acquire()在AQS中實現的,它的源碼如下:
1
2
3
4
5
|
public final void acquire( int arg) { if (!tryAcquire(arg) && acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) selfInterrupt(); } |
(01) “當前線程”首先通過tryAcquire()嘗試獲取鎖。獲取成功的話,直接返回;嘗試失敗的話,進入到等待隊列依次排序,然后獲取鎖。
(02) “當前線程”嘗試失敗的情況下,會先通過addWaiter(Node.EXCLUSIVE)來將“當前線程”加入到"CLH隊列(非阻塞的FIFO隊列)"末尾。
(03) 然后,調用acquireQueued()獲取鎖。在acquireQueued()中,當前線程會等待它在“CLH隊列”中前面的所有線程執行并釋放鎖之后,才能獲取鎖并返回。如果“當前線程”在休眠等待過程中被中斷過,則調用selfInterrupt()來自己產生一個中斷。
“公平鎖”和“非公平鎖”關于acquire()的對比
公平鎖和非公平鎖,只有tryAcquire()函數的實現不同;即它們嘗試獲取鎖的機制不同。這就是我們所說的“它們獲取鎖策略的不同所在之處”!
非公平鎖的tryAcquire()在ReentrantLock.java的NonfairSync類中實現,源碼如下:
1
2
3
|
protected final boolean tryAcquire( int acquires) { return nonfairTryAcquire(acquires); } |
nonfairTryAcquire()在ReentrantLock.java的Sync類中實現,源碼如下:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
|
final boolean nonfairTryAcquire( int acquires) { // 獲取“當前線程” final Thread current = Thread.currentThread(); // 獲取“鎖”的狀態 int c = getState(); // c=0意味著“鎖沒有被任何線程鎖擁有” if (c == 0 ) { // 若“鎖沒有被任何線程鎖擁有”,則通過CAS函數設置“鎖”的狀態為acquires。 // 同時,設置“當前線程”為鎖的持有者。 if (compareAndSetState( 0 , acquires)) { setExclusiveOwnerThread(current); return true ; } } else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { // 如果“鎖”的持有者已經是“當前線程”, // 則將更新鎖的狀態。 int nextc = c + acquires; if (nextc < 0 ) // overflow throw new Error( "Maximum lock count exceeded" ); setState(nextc); return true ; } return false ; } |
說明:
根據代碼,我們可以分析出,tryAcquire()的作用就是嘗試去獲取鎖。
(01) 如果“鎖”沒有被任何線程擁有,則通過CAS函數設置“鎖”的狀態為acquires,同時,設置“當前線程”為鎖的持有者,然后返回true。
(02) 如果“鎖”的持有者已經是當前線程,則將更新鎖的狀態即可。
(03) 如果不術語上面的兩種情況,則認為嘗試失敗。
“公平鎖”和“非公平鎖”關于tryAcquire()的對比
公平鎖和非公平鎖,它們嘗試獲取鎖的方式不同。
公平鎖在嘗試獲取鎖時,即使“鎖”沒有被任何線程鎖持有,它也會判斷自己是不是CLH等待隊列的表頭;是的話,才獲取鎖。
而非公平鎖在嘗試獲取鎖時,如果“鎖”沒有被任何線程持有,則不管它在CLH隊列的何處,它都直接獲取鎖。
釋放非公平鎖(基于JDK1.7.0_40)
非公平鎖和公平鎖在釋放鎖的方法和策略上是一樣的。
總結
公平鎖和非公平鎖的區別,是在獲取鎖的機制上的區別。表現在,在嘗試獲取鎖時 —— 公平鎖,只有在當前線程是CLH等待隊列的表頭時,才獲取鎖;而非公平鎖,只要當前鎖處于空閑狀態,則直接獲取鎖,而不管CLH等待隊列中的順序。
只有當非公平鎖嘗試獲取鎖失敗的時候,它才會像公平鎖一樣,進入CLH等待隊列排序等待。