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参考
需了解的知识
synchronized
不明白,可以看以下文章,慢慢看,沉下心
- Synchronized Methods (The Java™ Tutorials > Essential Classes > Concurrency)
- Concurrency, Visibility, and Memory (不懂volatile的先看这篇)
看完以上文章,就不用看本文了
ReenentrantLock概述
ReentrantLock
是对synchronized
的扩展。突出的特点就是可重入,更灵活。可重入是指什么?那反过来问不可重入是什么?
不可重入顾名思义就是不可以重复进入,具体指的是在没有释放锁的情况下,不可以再获取锁,否则就会造成死锁dead lock。(很多名词都是英文翻译过来的,所以英文很重要,不然获取的知识就是二手的)
错误例子如下:
public void test(Object object){
synchronized(object){ // first lock
synchronized(object){ // second lock
//do something
}
}
}
上面的second lock 永远也获取不到锁,所以造成了死锁,程序就卡死在第二次加锁。
主要原理:ReentrantLock类的内部有个Sync类继承了AbstractQueuedSynchronizer(AQS封装了多线程下队列的同步操作)对锁操作进行了封装。NonfairSync和FairSync继承了Sync类,并重载了各自的tryAcquire方法。通过不同的构造器ReentrantLock(),ReentrantLock(boolean fair)来实例化不同的Sync对象,以创建公平可重入锁 / 不公平可重入锁对象,后续的所有操作都是基于这个lock对象进行操作。
而对于ReentrantLock来说,它提供了在锁没释放时,可以再次获取锁的方法 tryLock
。先来看看ReentrantLock中重要的方法及含义:
lock
和synchronized类似,仅当没有其他线程持有该对象的锁时,才能加锁成功。在其他线程持有锁期间,该线程会进去睡眠状态,(dormant),直到获取到锁。区别在于:若自己对自己再次加锁,是可以获得锁的。(可重入)(注:synchronized对自己加锁两次是死锁)- 构造器中的参数fairness,设为true时,锁会优先让等待最长时间的线程持有;若为false(默认为false),则不保证线程持有锁的先后顺序。
注意:fairness为true,会严重影响整体性能。而且fairness并不保证线程的调度的公平(不保证每个线程平均获取锁,只是让排队最长时间先的获取而已)
tryLock
方法不受fairness设置影响。即使有其他线程获取了锁,锁还是可以被继续获取的,最大支持递归 2147483647次(int的最大整数)。(可重入)
注tryLock()在没获得锁时,不会像lock()一样进入睡眠等待;tryLock(long timeout, TimeUnit unit)会睡眠等待timeout时长,同时会fairness规则
unlock
释放自己获得的锁,使锁的次数-1。
源码:
1、Sync
内部类nonfairTryAcquire
方法
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) { //初始态,没有线程持有锁时
if (compareAndSetState(0, acquires)) { //见下文2
setExclusiveOwnerThread(current); //锁住,禁止其他线程访问
return true;
}
}
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { //对自己线程再次加锁
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0) // overflow
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc); //增加锁的次数
return true;
}
return false;
}
2、AQS中的compareAndSetState(int expect, int update)
方法
protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
return STATE.compareAndSet(this, expect, update); //见下文3
}
3、本地方法(C++编写的)compareAndSet位于java.lang.invoke.VarHandle下(常说的CAS)
官网api链接:CAS
如果witness value == exceptedValue,则赋新值newVaule。其中witness value 为main memory中该变量的值(getVolatile获取);赋新值通过setVolatile赋值。
return true,赋值成功。
return false,变量被其他线程改变了,赋值失败。
4、NonfairSync类的tryAcquire就是调用Sync中nonfairTryAcquire(acquires);
5、FairSync中的tryAcquire
/**
* Fair version of tryAcquire. Don't grant access unless
* recursive call or no waiters or is first.
* 翻译:公平锁,只有在重复获取锁 / 没有其他等得更久的线程在等待获取锁 / 第一个获取锁时,
* 才能获取到锁。
*/
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;
}
6、hasQueuedPredecessors(AQS中)
/*
* Queries whether any threads have been waiting to acquire longer than the current thread.
* 翻译:查看是否有其他想获取锁的线程比当前线程等的长(公平锁的原则:先服务等得久的)
*/
源码略,因为需要先看懂AQS这个类的实现机制