學(xué)習(xí)AQS的時(shí)候，了解到AQS依賴(lài)于內(nèi)部的FIFO同步隊(duì)列來(lái)完成同步狀態(tài)的管理赎瞎，當(dāng)前線程獲取同步狀態(tài)失敗時(shí)牌里，同步器會(huì)將當(dāng)前線程以及等待狀態(tài)等信息構(gòu)造成一個(gè)Node對(duì)象并將其加入到同步隊(duì)列，同時(shí)會(huì)阻塞當(dāng)前線程，當(dāng)同步狀態(tài)釋放時(shí)牡辽，會(huì)把首節(jié)點(diǎn)中的線程喚醒喳篇，使其再次嘗試獲取同步狀態(tài)。
這時(shí)态辛，我有了一個(gè)疑問(wèn)麸澜，AQS的同步隊(duì)列是FIFO的，就是先來(lái)排隊(duì)的先走奏黑。那怎么實(shí)現(xiàn)非公平鎖呢炊邦？查閱了一些資料，總算知道了熟史。
首先從公平鎖開(kāi)始看起馁害。
ReentrantLock 的公平鎖
ReentrantLock 默認(rèn)采用非公平鎖，除非在構(gòu)造方法中傳入?yún)?shù) true 蹂匹。
//默認(rèn)
public ReentrantLock() {
sync = new NonfairSync();
}
//傳入true or false
public ReentrantLock(boolean fair) {
sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}
公平鎖的 lock 方法：
static final class FairSync extends Sync {
final void lock() {
acquire(1);
}
// AbstractQueuedSynchronizer.acquire(int arg)
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) {
// 1. 和非公平鎖相比碘菜，這里多了一個(gè)判斷：是否有線程在等待
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;
}
}
我們可以看到，在注釋1的位置限寞，有個(gè)!hasQueuedPredecessors()條件忍啸，意思是說(shuō)當(dāng)前同步隊(duì)列沒(méi)有前驅(qū)節(jié)點(diǎn)（也就是沒(méi)有線程在等待）時(shí)才會(huì)去compareAndSetState(0, acquires)使用CAS修改同步狀態(tài)變量。所以就實(shí)現(xiàn)了公平鎖履植，根據(jù)線程發(fā)出請(qǐng)求的順序獲取鎖计雌。
非公平鎖的lock方法
static final class NonfairSync extends Sync {
final void lock() {
// 2. 和公平鎖相比，這里會(huì)直接先進(jìn)行一次CAS静尼，成功就返回了
if (compareAndSetState(0, 1))
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
acquire(1);
}
// AbstractQueuedSynchronizer.acquire(int arg)
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
return nonfairTryAcquire(acquires);
}
}
/**
* Performs non-fair tryLock. tryAcquire is implemented in
* subclasses, but both need nonfair try for trylock method.
*/
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) {
//3.這里也是直接CAS，沒(méi)有判斷前面是否還有節(jié)點(diǎn)传泊。
if (compareAndSetState(0, acquires)) {
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0) // overflow
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);
return true;
}
return false;
}
非公平鎖的實(shí)現(xiàn)在剛進(jìn)入lock方法時(shí)會(huì)直接使用一次CAS去嘗試獲取鎖鼠渺，不成功才會(huì)到acquire方法中，如注釋2眷细。而在nonfairTryAcquire方法中并沒(méi)有判斷是否有前驅(qū)節(jié)點(diǎn)在等待拦盹，直接CAS嘗試獲取鎖，如注釋3溪椎。由此實(shí)現(xiàn)了非公平鎖普舆。
總結(jié)
非公平鎖和公平鎖的兩處不同：
非公平鎖在調(diào)用 lock 后，首先就會(huì)調(diào)用 CAS 進(jìn)行一次搶鎖校读，如果這個(gè)時(shí)候恰巧鎖沒(méi)有被占用沼侣，那么直接就獲取到鎖返回了。
非公平鎖在 CAS 失敗后歉秫，和公平鎖一樣都會(huì)進(jìn)入到 tryAcquire 方法蛾洛，在 tryAcquire 方法中，如果發(fā)現(xiàn)鎖這個(gè)時(shí)候被釋放了（state == 0），非公平鎖會(huì)直接 CAS 搶鎖轧膘，但是公平鎖會(huì)判斷等待隊(duì)列是否有線程處于等待狀態(tài)钞螟，如果有則不去搶鎖，乖乖排到后面谎碍。
公平鎖和非公平鎖就這兩點(diǎn)區(qū)別鳞滨，如果這兩次 CAS 都不成功，那么后面非公平鎖和公平鎖是一樣的蟆淀，都要進(jìn)入到阻塞隊(duì)列等待喚醒拯啦。
相對(duì)來(lái)說(shuō)，非公平鎖會(huì)有更好的性能扳碍，因?yàn)樗耐掏铝勘容^大提岔。當(dāng)然，非公平鎖讓獲取鎖的時(shí)間變得更加不確定笋敞，可能會(huì)導(dǎo)致在阻塞隊(duì)列中的線程長(zhǎng)期處于饑餓狀態(tài)碱蒙。
