干货ReentrantLock非公平锁源码分析
hello~各位读者好,我是鸭血粉丝(大家可以称呼我为「阿粉」)。今天,阿粉带着大家来了解一下 ReentrantLock 锁的非公平锁的实现原理
1.锁
java中,加锁的方式
1. synchronized,这个是 java 底层实现的,也就是 C 语言实现的。
2. lock,这个是 java.util.concurrent 包下面的,是 java语言实现的。
2.ReentrantLock
ReentrantLock 是 Lock 的一种实现,是一种可重入的公平或非公平锁。默认是非公平锁。
2.1 Lock的创建
首先看下锁的创建和使用代码:
//创建锁
Lock lock = new ReentrantLock();
//加锁
lock.lock();
//释放锁
lock.unlock();
然后看下创建的是 ReentrantLock 的构造函数:
public ReentrantLock() {
sync = new NonfairSync();
}
NonfairSync 就是非公平锁。所以 ReentrantLock 默认是非公平锁的实现
2.2 lock()
加锁的逻辑就比较复杂了,因为存在线程竞争。所以有两种情况,一种是竞争到锁的处理,一种是没有竞争到锁的处理。
首先我们还是来看下 lock() 方法,因为最终是非公平的实现,所以直接看 NonfairSync 里面的 lock 方法。
final void lock() {
if (compareAndSetState(0, 1))
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
acquire(1);
}
2.3 没有获取到锁的逻辑 acquire()
直接上代码:
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
还是3个方法,阿粉一个一个的说。
tryAcquire(arg) ,还是先看代码在分析。
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) {
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;
}
a. 获取 state ,如果等于0,说明之前获得锁的线程已经释放了,那么这个线程就会再次去竞争锁,这就是非公平锁的体现,如果是公平锁,是没有这个判断的。
b. 如果前一个获得锁的线程没有释放锁,那么就判断是否是同一个线程,是的话就会将 state 加 1。这个就是重入锁的体现。
c. 如果都不满足,那么返回 false。
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg)) ,再次获取锁没有成功,并且又不是可重入锁,那么就存入一个阻塞队列里面。里面还有一点逻辑,就不展开了,有兴趣可以自己看下。
selfInterrupt(); 这个是当前线程的中断标志,作用就是在线程在阻塞的是否,客户端通过调用了中断线程的方法 interrupt(),那么该线程被唤醒的时候,就会有响应的处理。具体要看这个线程 run 方法里面的代码逻辑。
2.4 unlock()
protected final boolean tryRelease(int releases) {
int c = getState() - releases;
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
boolean free = false;
if (c == 0) {
free = true;
setExclusiveOwnerThread(null);
}
setState(c);
return free;
}
释放锁的步骤
state - 1,如果大于0,说明释放的是重入锁,只需要修改 state 就行了
如果等于0,说明要释放锁,释放锁首先需要把独占线程设置为null,再把state设置为0。
3 总结
Lock 锁的实现:
互斥性:需要一个状态来判断是否竞争到锁:state 并且需要用 volatile修饰,保证线程之间的可见性。
可重入性:Thread exclusiveOwnerThread 这个成员变量来记录当前获得锁的线程。
公平或非公平:默认非公平,NonfairSync。
没有竞争到锁的线程怎么办?放到队列中。