源码解读可重入锁ReentrantLock 的内部类公平锁FairSync 和非公平锁NonfairSync 实现原理

迈不过友情╰ 2022-02-04 06:23 216阅读 0赞

变量解释：

public abstract class AbstractOwnableSynchronizer
        implements java.io.Serializable {
        ...
        /** * The current owner of exclusive mode synchronization. * 持有该锁的当前线程 */
        private transient Thread exclusiveOwnerThread;
        ...
    }

public abstract class AbstractQueuedSynchronizer
        extends AbstractOwnableSynchronizer
        implements java.io.Serializable {
        ...
        /**
         * The synchronization state.
         * 0： 初始状态-无任何线程得到了锁
         * > 0: 被线程持有， 具体值表示被当前线程持有的执行次数
         * 
         * 这个字段在解锁的时候也需要用到。
         * 注意这个字段的修饰词: volatile
         */
        private volatile int state;
        ...
    }

公平锁FairSync：

/**
         * Sync object for fair locks
         */
        static final class FairSync extends Sync {
            private static final long serialVersionUID = -3000897897090466540L;
    
            final void lock() {
                // AQS的acquire方法。独占方式。尝试获取资源，成功则返回true，失败则返回false。
                acquire(1);
            }
    
            /**
             * Fair version of tryAcquire.  Don't grant access unless
             * recursive call or no waiters or is first.
             * （翻译：tryAcquiere的公平锁实现版本，除非有递归、没有等待者、或者有优先，否则不要授予锁权限）
             */
            protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
                final Thread current = Thread.currentThread();
                // AQS使用一个int类型的成员变量state来表示同步状态，当state = 1时表示已经获取了锁，当state = 0时表示释放了锁。
                // getState()：返回同步状态的当前值；
                int c = getState();
                if (c == 0) { // 如果当前线程没有获取过锁,则尝试加锁
                    //与非公平锁不同的是，此处多了hasQueuedPredecessors()判断，该方法是实现公平锁的关键。
                    //如果hasQueuedPredecessors返回true，表示有其他线程先于当前线程等待获取锁，此时为了实现公平，保证等待时间最长的线程先获取到锁，不能执行CAS。
    
                    //protected final boolean compareandsetstate(int expect, int update) 
                    //如果当前状态值等于预期值，则以原子方式将同步状态设置为给定的更新值。此操作具有 volatile 读和写的内存语义。
                    //参数：expect - 预期值 update - 新值
                    //返回：如果成功，则返回 true。返回 false 指示实际值与预期值不相等。
                    if (!hasQueuedPredecessors() &&
                        compareAndSetState(0, acquires)) {
    
                        // 设置占用排它锁的线程是当前线程
                        setExclusiveOwnerThread(current);
                        return true;
                    }
                }
                // getExclusiveOwnerThread(): 返回由 setexclusiveownerthread 最后设置的线程；如果从未设置，则返回 null。此方法不另外施加任何同步或 volatile 字段访问。
                else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { //当前线程已经获取到锁，重入
                    int nextc = c + acquires; // 锁状态计数器累加
                    if (nextc < 0)
                        throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                    setState(nextc);
                    return true;
                }
                return false;
            }
        }

非公平锁NonfairSync：

/**
         * Sync object for non-fair locks
         */
        static final class NonfairSync extends Sync {
            private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;
    
            /**
             * Performs lock.  Try immediate barge, backing up to normal
             * acquire on failure.
             */
            final void lock() {
                if (compareAndSetState(0, 1))
                    setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
                else
                    acquire(1);
            }
    
            protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
                return nonfairTryAcquire(acquires);
            }
        }

FairSync：

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NonfairSync：

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