java八股文面试[多线程]——公平锁

一个线程启动时刚好碰到另外的线程释放锁，则该线程会获取到锁，其他等待队列中的线程不会获取到锁。好处：减少线程状态切换（不用在start()之后进入阻塞），提高吞吐量。

非公平锁
非公平锁是多个线程加锁时直接尝试获取锁，能抢到锁到直接占有锁，抢不到才会到等待队列的队尾等待。但如果此时锁刚好可用，那么这个线程可以无需阻塞直接获取到锁，所以非公平锁有可能出现后申请锁的线程先获取锁的场景。非公平锁的优点是可以减少唤起线程的开销，整体的吞吐效率高，因为线程有几率不阻塞直接获得锁，CPU 不必唤醒所有线程。缺点是处于等待队列中的线程可能会饿死，或者等很久才会获得锁。

公平锁概念

讲解公平锁会涉及到一些理论性的概念，先在这里做个说明。

1.AQS--指AbstractQueuedSynchronizer类

  AQS是java中管理锁的抽象类，锁的很多公共方法都是在AQS里面实现的。AQS是独占锁和共享锁的公共父类。

2.AQS 锁的类别

     独占锁--锁在同一时间点只能被一个线程持有。根据锁的获取机制，又分为公平锁和非公平锁。公平锁就是根据CLH等待队列FIFO的规则，先来先获取锁。非公平锁就是在线程要获取锁时，无视CLH队列，直接获取锁。独占锁的典型例子就是ReentrantLock，ReentrantReadWriteLock.WriteLock也是独占锁。

     共享锁--锁在同一时间点可以被多个线程同时共享，ReentrantReadWriteLock.ReadLock，CountDownLatch，Semaphore,CyclicBarrier都是共享锁。

3.CLH队列

    CLH队列是AQS线程等待的队列。在独占锁中，当资源被一个线程占有时，其他线程就需要等待，这时CLH就是用来管理这些等待线程的队列。

    CLH队列是非阻塞FIFO队列，也就是说往队列添加或移除节点时，并发情况下不会出现阻塞，是通过自旋锁和CAS来保证添加或移除的原子性。

4.CAS

    这个不用多说了，CompareAndSwap，原子操作函数。原理在另外一篇文章中有写到。

ReentrantLock数据结构

重入锁的数据结果借图来看一下

Reentrant = Re + entrant，Re是重复、又、再的意思，entrant是enter的名词或者形容词形式，翻译为进入者或者可进入的，所以Reentrant翻译为可重复进入的、可再次进入的，因此ReentrantLock翻译为重入锁或者再入锁。

重入锁实现了Lock接口，ReentrantLock包含了Sync对象，Sync是由AQS的子类，Sync还有两个子类FairSync和NonfairSync。所以是否是公平锁取决于使用的Sync对象。

可以看下ReentrantLock的构造方法，默认使用的非公平锁

public ReentrantLock() {
    sync = new NonfairSync();
}

/**
 * Creates an instance of {@code ReentrantLock} with the
 * given fairness policy.
 *
 * @param fair {@code true} if this lock should use a fair ordering policy
*/
public ReentrantLock(boolean fair) {
    sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}

知识来源：

【并发与线程】你对“公平锁”了解吗？为什么会有“非公平锁”？_哔哩哔哩_bilibili

公平锁和非公平锁_这个名字先用着的博客-CSDN博客

https://www.cnblogs.com/dpains/p/7495633.html

公平锁和非公平锁_这个名字先用着的博客-CSDN博客