源码
非公平锁加锁:
//该方法时子类实现
final void lock() {
//线程进入后,先尝试加锁
if (compareAndSetState(0, 1))
//加锁成功后,记录加锁成功的线程(以便可重入)
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
//AQS的父类方法
acquire(1);
}
公平锁加锁:
//该方法由子类实现
final void lock() {
//AQS的父类方法
acquire(1);
}
独占锁解锁:
public final boolean release(int arg) {
//改变标志位,即status-1,若status==0,那么该方法返回true。
if (tryRelease(arg)) {
Node h = head;
//waitStatus!=0,即可以理解为=-1,即当前节点释放锁时,需要通知后续节点。
if (h != null && h.waitStatus != 0)
//释放节点的线程
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}
解析
在源码中,可以得出结论:若使用非公平锁加锁,那么线程进入后,会立即尝试一次加锁,加锁失败后。公平锁和非公平锁执行相同的逻辑。
1. 为什么公平锁的效率低呢?
在独占锁解锁过程中,在tryRelease
中修改标识位(status)
。倘若status==0
,此时一个线程进入。
- 非公平锁:该线程立即会获取锁;
- 公平锁:该线程会去等待队列
(sync queue)
中排队并阻塞。而AQS
会唤醒第一个排队的线程去获取锁,在这个过程中,锁的性能一直被浪费。
总接下:公平锁效率慢的原因:
- 当锁资源空闲时,即使有新线程进入,公平锁
大多数情况下
需要借助操作系统唤醒第一个排队的节点线程,让他去抢占锁; - 寻找第一个排队的节点线程时,会采取
tail节点向前遍历
。可能也会有些性能上的问题;
上面红字标出的是挖出了两个坑?为什么绝大多数情况下借助OS?为什么tail节点要从后往前遍历?
2. 公平锁的一定效率低?(大多数情况下借助OS)
但是公平锁的效率也不一定低,我们对一个代码块使用了锁。
- 若是线程交替执行,
sync queue
是不会被创建,每个线程都是通过CAS
来获取锁。性能是相同的。 - 若是线程并发执行,
sync queue
此时才会被创建。线程尝试加锁时
,会判断队列中是否有节点在排队。若是队列不存在,或队列中只有一个head节点,那么该线程会立即执行CAS尝试加锁。 - 若线程和队列中第一个排队的节点的线程相同,那么该线程也会立即尝试加锁。
也就是说,若是这几种情况,公平锁和非公平锁的效率相同。
3. tail节点往前遍历
这还得从加锁过程中说起
private Node enq(final Node node) {
for (;;) {
Node t = tail;
if (t == null) { // Must initialize
if (compareAndSetHead(new Node()))
tail = head;
} else {
//步骤1
node.prev = t;
//步骤2 原子性,tail指针只会指向一个node节点
if (compareAndSetTail(t, node)) {
//步骤3 原子性,旧tail ---> 新tail的过程。
t.next = node;
return t;
}
}
}
}
上述源码除了CAS
外不是线程安全的。而他们又同时操纵了tail节点对象。可能就有并发安全问题。所以要借助于自旋+CAS
来保证每一个节点都会尾插到链表中。
若是执行完步骤2
但未执行步骤3
。思考下这么个问题,是不是从head往后遍历,会最终丢失tail节点?
但是步骤1
已经执行完毕,那么实际上tail节点若往前遍历,那么可以遍历到整个链表。
所以最终选择了从后往前遍历。
4. 为什么只有waitStatus!=0时,才会唤醒线程?
waitStatus
不是节点自己设置的,而是后继节点
设置的。这个标识位就好像一个闹钟,提醒节点释放锁时,你后面有人在排队。你需要唤醒后面等待的节点。
5. 为什么最终要唤醒waitStatus<=0的节点?
//waitStatus默认值为0
static final int CANCELLED = 1;
static final int SIGNAL = -1;
static final int CONDITION = -2;
static final int PROPAGATE = -3;
因为waitStatus==1
的节点,是CANCELLED
节点,即被取消的节点。
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