Javaconcurrency之公平鎖(一)_動力節(jié)點Java學(xué)院整理-創(chuàng)新互聯(lián)

基本概念

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本章，我們會講解“線程獲取公平鎖”的原理；在講解之前，需要了解幾個基本概念。后面的內(nèi)容，都是基于這些概念的；這些概念可能比較枯燥，但從這些概念中，能窺見“java鎖”的一些架構(gòu)，這對我們了解鎖是有幫助的。
1. AQS -- 指AbstractQueuedSynchronizer類。
AQS是java中管理“鎖”的抽象類，鎖的許多公共方法都是在這個類中實現(xiàn)。AQS是獨占鎖(例如，ReentrantLock)和共享鎖(例如，Semaphore)的公共父類。

2. AQS鎖的類別 -- 分為“獨占鎖”和“共享鎖”兩種。
(01) 獨占鎖 -- 鎖在一個時間點只能被一個線程鎖占有。根據(jù)鎖的獲取機制，它又劃分為“公平鎖”和“非公平鎖”。公平鎖，是按照通過CLH等待線程按照先來先得的規(guī)則，公平的獲取鎖；而非公平鎖，則當(dāng)線程要獲取鎖時，它會無視CLH等待隊列而直接獲取鎖。獨占鎖的典型實例子是ReentrantLock，此外，ReentrantReadWriteLock.WriteLock也是獨占鎖。
(02) 共享鎖 -- 能被多個線程同時擁有，能被共享的鎖。JUC包中的ReentrantReadWriteLock.ReadLock，CyclicBarrier， CountDownLatch和Semaphore都是共享鎖。這些鎖的用途和原理，在以后的章節(jié)再詳細(xì)介紹。

3. CLH隊列 -- Craig, Landin, and Hagersten lock queue
CLH隊列是AQS中“等待鎖”的線程隊列。在多線程中，為了保護競爭資源不被多個線程同時操作而起來錯誤，我們常常需要通過鎖來保護這些資源。在獨占鎖中，競爭資源在一個時間點只能被一個線程鎖訪問；而其它線程則需要等待。CLH就是管理這些“等待鎖”的線程的隊列。
CLH是一個非阻塞的 FIFO 隊列。也就是說往里面插入或移除一個節(jié)點的時候，在并發(fā)條件下不會阻塞，而是通過自旋鎖和 CAS 保證節(jié)點插入和移除的原子性。

4. CAS函數(shù) -- Compare And Swap
CAS函數(shù)，是比較并交換函數(shù)，它是原子操作函數(shù)；即，通過CAS操作的數(shù)據(jù)都是以原子方式進行的。例如，compareAndSetHead(), compareAndSetTail(), compareAndSetNext()等函數(shù)。它們共同的特點是，這些函數(shù)所執(zhí)行的動作是以原子的方式進行的。

本章是圍繞“公平鎖”如何獲取鎖而層次展開。“公平鎖”涉及到的知識點比較多，但總的來說，不是特別難；如果讀者能讀懂AQS和ReentrantLock.java這兩個類的大致意思，理解鎖的原理和機制也就不成問題了。本章只是作者本人對鎖的一點點理解，希望這部分知識能幫助您了解“公平鎖”的獲取過程，認(rèn)識“鎖”的框架。

ReentrantLock數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

ReentrantLock的UML類圖

從圖中可以看出：

(01) ReentrantLock實現(xiàn)了Lock接口。
(02) ReentrantLock與sync是組合關(guān)系。ReentrantLock中，包含了Sync對象；而且，Sync是AQS的子類；更重要的是，Sync有兩個子類FairSync(公平鎖)和NonFairSync(非公平鎖)。ReentrantLock是一個獨占鎖，至于它到底是公平鎖還是非公平鎖，就取決于sync對象是"FairSync的實例"還是"NonFairSync的實例"。

獲取公平鎖(基于JDK1.7.0_40)

通過前面“Java多線程系列--“JUC鎖”02之互斥鎖ReentrantLock”的“示例1”，我們知道，獲取鎖是通過lock()函數(shù)。下面，我們以lock()對獲取公平鎖的過程進行展開。

1. lock()

lock()在ReentrantLock.java的FairSync類中實現(xiàn)，它的源碼如下：

final void lock() {
 acquire(1);
}

文章標(biāo)題：Javaconcurrency之公平鎖(一)_動力節(jié)點Java學(xué)院整理-創(chuàng)新互聯(lián)
文章轉(zhuǎn)載：http://muchs.cn/article36/dphjpg.html

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