addWaiter() 方法就是将获取锁失败的线程加入到同步队列尾部。
acquireQueued() 方法当节点为首节点的时候,再次调用 tryAcquire() 获取锁,否则就阻塞线程,等待被唤醒。
shouldParkAfterFailedAcquire() 线程是否需要被阻塞,更改线程的 waitStatus 为 SIGNAL。parkAndCheckInterrupt() 实现真正的阻塞线程。
以上就是公平锁获取锁的全部过程,总结一下公平锁获取锁的过程:
- 当前线程调用 tryAcquire() 获取锁,成功则返回。
- 调用 addWaiter(),将线程封装成 Node 节点加入同步队列。
- acquireQueued() 自旋尝试获取锁,成功则返回。
- shouldParkAfterFailedAcquire() 将线程设置为等待唤醒状态,阻塞当前线程。
- 如果线程被唤醒,尝试获取锁,成功则返回,失败则继续阻塞。
非公平锁
用默认的构造方式创建一个非公平锁。lock() 方法上来就尝试抢占锁,失败则调用 acquire() 方法。
nonfairTryAcquire() 就没有绅士风度了,没有了公平锁 hasQueuedPredecessors() 方法。
以上就是非公平锁获取锁,总结一下非公平锁获取锁的过程:
- lock() 第一次尝试获取锁,成功则返回。
- nonfairTryAcquire() 再次尝试获取锁。
- 失败则调用 addWaiter() 封装线程为 Node 节点加入同步队列。
- acquireQueued() 自旋尝试获取锁,成功则返回。
- shouldParkAfterFailedAcquire() 将线程设置为等待唤醒状态,阻塞当前线程。
- 如果线程被唤醒,尝试获取锁,成功则返回,失败则继续阻塞。
公平锁和非公平锁对比
在下图源码中可以看出,公平锁多了一个 !hasQueuedPredecessors()
用来判断是否有其他线程比当前线程在同步队列中排队时间更长。除此之外,非公平锁在初始时就有 2 次获取锁的机会,然后再到同步队列中排队。
unlock() 释放锁
获取锁之后必须得释放,同一个线程不管重入了几次锁,必须得释放几次锁,不然 state 变量将不会变成 0,锁被永久占用,其他线程将永远也获取不到锁。
释放锁的逻辑就是 state 必须被减去 1 直到为 0,才可以唤醒下一个线程。
总结
ReentrantLock 主要是防止资源的使用冲突,保证同一个时间只能有一个线程在使用资源。比如:文件操作,同步发送消息等等。
本文分析了 ReentrantLock 的公平锁和非公平锁以及释放锁的原理,可以得出非公平锁的效率比公平锁效率高,非公平锁初始时会 2 次获取锁,如果成功可以减少线程切换带来的损耗。在非公平模式下,线程可能一直抢占不到锁。
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