而 Sync 是 ReentrantLock 中的内部类,Sync 继承 AbstractQueuedSynchronizer 类,AbstractQueuedSynchronizer 就是我们常说的 AQS ,它是 JUC(java.util.concurrent) 中最重要的一个类,通过它来实现独占锁和共享锁。
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {...}
也就是说,我们把 fair 参数设置为 true 之后,就可以实现一个公平锁了,是这样吗?我们回到示例代码,我们可以执行一下这段代码,它的输出是顺序获取的(碍于篇幅的原因,这里就暂不贴出了),也就是说我们创建了一个公平锁
锁的非公平性
与公平性相对的就是非公平性,我们通过设置 fair 参数为 true,便实现了一个公平锁,与之相对的,我们把 fair 参数设置为 false,是不是就是非公平锁了?用事实证明一下
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(false);
其他代码不变,我们执行一下看看输出(部分输出)
Thread-1启动
Thread-4启动
Thread-1正在持有锁
Thread-1释放了锁
Thread-5启动
Thread-6启动
Thread-3启动
Thread-7启动
Thread-2启动
可以看到,线程的启动并没有按顺序获取,可以看出非公平锁对锁的获取是乱序的,即有一个抢占锁的过程。也就是说,我们把 fair 参数设置为 false 便实现了一个非公平锁。
ReentrantLock 基本概述
ReentrantLock 是一把可重入锁,也是一把互斥锁,它具有与 synchronized 相同的方法和监视器锁的语义,但是它比 synchronized 有更多可扩展的功能。
ReentrantLock 的可重入性是指它可以由上次成功锁定但还未解锁的线程拥有。当只有一个线程尝试加锁时,该线程调用 lock() 方法会立刻返回成功并直接获取锁。如果当前线程已经拥有这把锁,这个方法会立刻返回。可以使用 isHeldByCurrentThread 和 getHoldCount 进行检查。
这个类的构造函数接受可选择的 fairness 参数,当 fairness 设置为 true 时,在多线程争夺尝试加锁时,锁倾向于对等待时间最长的线程访问,这也是公平性的一种体现。否则,锁不能保证每个线程的访问顺序,也就是非公平锁。与使用默认设置的程序相比,使用许多线程访问的公平锁的程序可能会显示较低的总体吞吐量(即较慢;通常要慢得多)。但是获取锁并保证线程不会饥饿的次数比较小。无论如何请注意:锁的公平性不能保证线程调度的公平性。因此,使用公平锁的多线程之一可能会连续多次获得它,而其他活动线程没有进行且当前未持有该锁。这也是互斥性 的一种体现。
也要注意的 tryLock() 方法不支持公平性。如果锁是可以获取的,那么即使其他线程等待,它仍然能够返回成功。
推荐使用下面的代码来进行加锁和解锁
class MyFairLock {
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void m() {
lock.lock();
try {
// ...
} finally {
lock.unlock()
}
}
}
ReentrantLock 锁通过同一线程最多支持2147483647个递归锁。 尝试超过此限制会导致锁定方法引发错误。
ReentrantLock 如何实现锁公平性
我们在上面的简述中提到,ReentrantLock 是可以实现锁的公平性的,那么原理是什么呢?下面我们通过其源码来了解一下 ReentrantLock 是如何实现锁的公平性的
跟踪其源码发现,调用 Lock.lock() 方法其实是调用了 sync 的内部的方法
abstract void lock();
而 sync 是最基础的同步控制 Lock 的类,它有公平锁和非公平锁的实现。它继承 AbstractQueuedSynchronizer 即 使用 AQS 状态代表锁持有的数量。
lock 是抽象方法是需要被子类实现的,而继承了 AQS 的类主要有

我们可以看到,所有实现了 AQS 的类都位于 JUC 包下,主要有五类:ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、Semaphore、CountDownLatch 和 ThreadPoolExecutor,其中 ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、Semaphore 都可以实现公平锁和非公平锁。
下面是公平锁 FairSync 的继承关系

非公平锁的NonFairSync 的继承关系

由继承图可以看到,两个类的继承关系都是相同的,我们从源码发现,公平锁和非公平锁的实现就是下面这段代码的区别(下一篇文章我们会从原理角度分析一下公平锁和非公平锁的实现)

