Java 公平锁与非公平锁学习研究
最近学习研究了一下Java中关于公平锁与非公平锁的底层实现原理,总结了一下.
首先呢,通过其字面意思,公平与非公平的评判标准就是付出与收获成正比(和社会中的含义差不多一个意思).放到程序中,尤其是
在多线程环境,线程获取资源(CPU\内存\网络等等)的时序与其所再此资源上消耗的等待时间成正比,亦即我等的时间越长,获取
该资源的时序越短.(和上学时排队打饭一个道理).公平锁这个样子,那非公平锁,简单来说也就是插队.(不过,Java实现还是有些差别的,
稍后会重点说明)
Java中关于公平锁与非公平锁的实现,是基于AQS(AbstractQueuedSynchronizer)实现的,想要深入研究Java锁及同步技术,该类是
绕不过去,So,Let's fuck up this bitch!
从名字上来简单翻译一下,抽象排队同步器(绕口.....),顾名思义,就是为实现排队获取资源同步抽象类,按照其官方说明,一些比较重要的同步
工具类(Semaphore信号量,CountDownLatch闭锁,CyclicBarrier栅栏等)等底层都是由该类完成其核心功能实现的,是对资源同步抽象.
该抽象类主要的核心:排队\同步(从其名字上就可以看出),先来分析一下其排队实现
- 排队:该类是基于一种双向不循环列表来实现其队列功能的,大致数据结构如下草图,
再通过将线程与必要的状态值进行封装成节点,再利用其同步原理来实现.
- 同步:基于sun.misc.Unsafe来实现CAS原子性操作(Compare and Swap)
/**
* CAS head field. Used only by enq.
*/
private final boolean compareAndSetHead(Node update) {
return unsafe.compareAndSwapObject(this, headOffset, null, update);
} /**
* CAS tail field. Used only by enq.
*/
private final boolean compareAndSetTail(Node expect, Node update) {
return unsafe.compareAndSwapObject(this, tailOffset, expect, update);
} /**
* CAS waitStatus field of a node.
*/
private static final boolean compareAndSetWaitStatus(Node node, int expect, int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(node, waitStatusOffset, expect, update);
} /**
* CAS next field of a node.
*/
private static final boolean compareAndSetNext(Node node, Node expect, Node update) {
return unsafe.compareAndSwapObject(node, nextOffset, expect, update); }
/**
* Base of synchronization control for this lock. Subclassed
* into fair and nonfair versions below. Uses AQS state to
* represent the number of holds on the lock.
*/
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
private static final long serialVersionUID = -5179523762034025860L; /**
* Performs {@link Lock#lock}. The main reason for subclassing
* is to allow fast path for nonfair version.
*/
abstract void lock(); /**
* 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) {
if (compareAndSetState(0, acquires)) {
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
} else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
int nextc = c + acquires;
// overflow
if (nextc < 0) {
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
}
setState(nextc);
return true;
}
return false;
} @Override
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;
} @Override
protected final boolean isHeldExclusively() {
// While we must in general read state before owner,
// we don't need to do so to check if current thread is owner
return getExclusiveOwnerThread() == Thread.currentThread();
} final ConditionObject newCondition() {
return new ConditionObject();
} // Methods relayed from outer class final Thread getOwner() {
return getState() == 0 ? null : getExclusiveOwnerThread();
} final int getHoldCount() {
return isHeldExclusively() ? getState() : 0;
} final boolean isLocked() {
return getState() != 0;
} /**
* Reconstitutes the instance from a stream (that is, deserializes it).
*/
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
s.defaultReadObject();
// reset to unlocked state
setState(0);
}
} /**
* Sync object for non-fair locks
*/
static final class NonfairSync extends ReentrantLock.Sync {
private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L; /**
* Performs lock. Try immediate barge, backing up to normal
* acquire on failure.
*/
@Override
final void lock() {
// CAS原子性操作
if (compareAndSetState(0, 1)) {
// 设置独占所有线程线程
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
} else {
acquire(1);
}
} @Override
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
return nonfairTryAcquire(acquires);
}
} /**
* Sync object for fair locks
*/
static final class FairSync extends ReentrantLock.Sync {
private static final long serialVersionUID = -3000897897090466540L; @Override
final void lock() {
acquire(1);
} /**
* Fair version of tryAcquire. Don't grant access unless
* recursive call or no waiters or is first.
*/
@Override
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;
}
}
这个就是Java中大名鼎鼎的公平锁与非公平锁的实现,两者最主要的区别在于其获取锁的方式,非公平锁获取时:
而公平锁:
最主要的区别就在于红线圈起来的地方.还有一点需要特别说明的地方就是公平锁与非公平锁的行为区别主要在获取锁时,如果
两种形式锁都未获取成功的话就会乖乖去排队等待锁被释放,此时两种锁的行为是一致的,都是FIFO,先进先出规则,绝对公平,一朝
入队,绝对公平呦!!!
举个很不雅但很贴切的例子,排队上厕所.公平锁就是,你内急了,就去乖乖的排队,到时候自然会轮到你.而非公平锁就是你内急了,
就可以尝试一下去进入厕所间并锁门,如果恰好成功的话,就捷足先登喽;不行的话就去排队.而且在获取锁时也不用考虑排在队列
前面的人,直接就可以尝试去占有厕所,成功了就万事大吉.
Java 公平锁与非公平锁学习研究的更多相关文章
- “全栈2019”Java多线程第二十八章:公平锁与非公平锁详解
难度 初级 学习时间 10分钟 适合人群 零基础 开发语言 Java 开发环境 JDK v11 IntelliJ IDEA v2018.3 文章原文链接 "全栈2019"Java多 ...
- 死磕 java同步系列之ReentrantLock源码解析(一)——公平锁、非公平锁
问题 (1)重入锁是什么? (2)ReentrantLock如何实现重入锁? (3)ReentrantLock为什么默认是非公平模式? (4)ReentrantLock除了可重入还有哪些特性? 简介 ...
- Java并发指南8:AQS中的公平锁与非公平锁,Condtion
一行一行源码分析清楚 AbstractQueuedSynchronizer (二) 转自https://www.javadoop.com/post/AbstractQueuedSynchronizer ...
- Java并发编程锁之独占公平锁与非公平锁比较
Java并发编程锁之独占公平锁与非公平锁比较 公平锁和非公平锁理解: 在上一篇文章中,我们知道了非公平锁.其实Java中还存在着公平锁呢.公平二字怎么理解呢?和我们现实理解是一样的.大家去排队本着先来 ...
- java并发库 Lock 公平锁和非公平锁
jdk1.5并发包中ReentrantLock的创建可以指定构造函数的boolean类型来得到公平锁或非公平锁,关于两者区别,java并发编程实践里面有解释 公平锁: Threads acquir ...
- Java中的公平锁和非公平锁实现详解
前言 Java语言中有许多原生线程安全的数据结构,比如ArrayBlockingQueue.CopyOnWriteArrayList.LinkedBlockingQueue,它们线程安全的实现方式并非 ...
- Java之ReentrantLock公平锁和非公平锁
在Java的ReentrantLock构造函数中提供了两种锁:创建公平锁和非公平锁(默认).代码如下: public ReentrantLock() { sync = new NonfairSync( ...
- Java中的锁-悲观锁、乐观锁,公平锁、非公平锁,互斥锁、读写锁
总览图 如果文中内容有错误,欢迎指出,谢谢. 悲观锁.乐观锁 悲观锁.乐观锁使用场景是针对数据库操作来说的,是一种锁机制. 悲观锁(Pessimistic Lock):顾名思义,就是很悲观,每次去拿数 ...
- 浅谈Java中的公平锁和非公平锁,可重入锁,自旋锁
公平锁和非公平锁 这里主要体现在ReentrantLock这个类里面了 公平锁.非公平锁的创建方式: //创建一个非公平锁,默认是非公平锁 Lock lock = new ReentrantLock( ...
随机推荐
- springBoot 自动配置原理--自己新建一个 starter
上篇我们说到 springboot 和 SSM 框架的区别,今天我们就看看 springboot 到底为我们做了哪些事情,让我们开发变得如此简单. springboot 中起着重要作用的是 start ...
- 脚手架方式搭建vue项目
一.首先基于node环境,我想应该每一个前端开发者都应该懂的吧,这里安装运行什么的就不多说了. 搭建成功之后在文件夹的任何(如果是全局的话)一个位置都能按住shift键同时鼠标右键在工具框中就会出来一 ...
- 兄弟连学python---网络简介
网络简介 1.什么是网络 网络是辅助双方能够连接在一起的工具 使用网络的目的 为了联通多方然后进行通讯,能够让软件在不同的电脑上运行,相互传输数据 网络的发展 网络协议 什么是协议 约定俗成的,没有理 ...
- Ajax的工作原理以及优缺点
Ajax的工作原理 : 相当于在客户端与服务端之间加了一个抽象层(Ajax引擎),使用户请求和服务器响应异步化,并不是所有的请求都提交给服务器,像一些数据验证和数据处理 都交给Ajax引擎来完成,只有 ...
- cpp实验二
1.函数重载编程练习 编写重载函数add(),实现对int型,double型,Complex型数据的加法.在main()函数中定义不同类型 数据,调用测试. #include<iostream& ...
- vue项目打包后的资源路径问题
最近做的vue项目,本地测试完成后,build上线,却发现了文件路径问题,提示各种诸如js,css等资源找不到的错: 正确解决方式有两种,一种是绝对路径配置,详细可以网上查,个人推荐第二种相对路径,这 ...
- mybatis一级缓存
在select 处添加useCache=false flushCache=true, mybatis默认开启一级缓存
- 图片万能居中css
.div{text-align:center;} .div img{vertical-align:middle;} .div:after{content:"";display:in ...
- softmax 损失函数求导过程
前言:softmax中的求导包含矩阵与向量的求导关系,记录的目的是为了回顾. 下图为利用softmax对样本进行k分类的问题,其损失函数的表达式为结构风险,第二项是模型结构的正则化项. 首先,每个qu ...
- Space Invaders 太空侵略者
发售年份 1978 平台 街机 开发商 Taito 类型 射击 https://www.youtube.com/watch?v=MU4psw3ccUI