ReentrantLock如何实现公平和非公平锁？

本文讲解了ReentrantLock是如何实现公平和非公平两种锁的原理。

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上一篇文章，我详细讲解了ReentrantLock的加锁和解锁的原理，请自行阅读。

重点，一文掌握ReentrantLock加解锁原理！｜原创

看完之后，大家可能有一个疑问。

为什么继承AQS实现的ReentrantLock，获取锁不成功都需要进入同步队列，那后续解锁并且争夺锁的过程就是有序的，为什么会有公平和不公平？

实际上进入队列中挂起的线程确实是公平的，差别在于在进入队列之前的抢占过程，如下图。

公平锁FairSync和非公平锁NonfairSync实现区别在于非公平锁会无视是否有已经排队的线程，直接与队头线程参与锁的竞争，具体细节如下：

1、当有新的线程进入，非公平锁会直接加入争夺锁的过程，使用compareAndSetState()方法直接CAS抢占。而公平锁不会抢占，直接调用acquire()方法。

//非公平锁
final void lock() {// 直接参与争夺锁if (compareAndSetState(0, 1))setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());elseacquire(1);
}
// 公平锁
final void lock() {acquire(1);
}

2、当初次尝试抢占失败的时候，非公平锁会在tryAcquire()方法中再次尝试抢占。而公平锁会先使用hasQueuedPredecessors()方法判断同步队列是否有前驱节点，如果没有的话才会加入抢占，否则进入队列排队。

//非公平锁
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {return nonfairTryAcquire(acquires);
}
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {final Thread current = Thread.currentThread();int c = getState();if (c == 0) {//区别点：非公平锁直接参与争夺if (compareAndSetState(0, acquires)) {setExclusiveOwnerThread(current);return true;}}else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {int nextc = c + acquires;if (nextc < 0) // overflowthrow new Error("Maximum lock count exceeded");setState(nextc);return true;}return false;
}
// 公平锁
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {final Thread current = Thread.currentThread();int c = getState();if (c == 0) {// 判断是否有前驱节点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;
}

在进入队列参与锁竞争的逻辑之前讲过了，本文不再赘述。

最后，欢迎大家提问和交流。

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2022-11-23