05锁(Java并发编程的艺术)

1.重入锁

重入锁ReentrantLock,表示该锁能够支持一个线程对资源的重复加锁。

1.1 实现重进入

重进入是指任意线程在获取锁之后能够再次获取锁而不会被锁阻塞。实现该功能需要解决线程的再次获取锁,和锁的最终释放的问题。

ReentrantLock是通过组合自定义同步器来实现锁的获取和释放,以下是非公平锁实现代码:


nonfairTryAcquire

nonfairTryAcquire(int acquires)方法增加了再次获取同步锁的处理逻辑:通过判断当前线程是否为获取锁的线程来决定获取操作是否成功,如果是获取锁的线程再次请求,则将同步状态值进行增加并返回true,表示获取同步状态成功。这要求在tryRelease(int releases)释放同步锁时减少同步状态值。

tryRelease

tryRelease(int releases)方法在释放前n-1次返回false,更新同步状态值,最后一次才返回true,将同步状态完全释放。

1.2 公平锁和非公平锁

如果一个锁是公平的,那么获取锁的顺序应该符合请求的顺序,即FIFO。公平锁的实现源码如下:


tryAcquire

tryAcquire(int acquires)方法和nonfairTryAcquire(int acquires)方法实现源码的区别是在进行CAS尝试获取锁前,有一个判断条件!hasQueuedPredecessors(),该方法主要是用来判断是否有前驱节点,即查询有没有比当前线程更早加入同步队列的节点,源码实现如下:

hasQueuedPredecessors()

公平锁保证了锁的获取按照FIFO的原则,而代价是进行大量的线程切换。非公平锁虽然可能造成线程饥饿,但是极少的线程切换,保证了更大的吞吐量。

2.读写锁

读写锁在同一个时刻可以允许多个线程访问,但是在写线程访问时,所有的读线程和其他线程均被阻塞。读写锁维护了一对锁,一个读锁,一个写锁,通过分离读锁和写锁,提供性能。

ReentrantReadWriteLock锁支持公平性选择,重进入,锁降级。

(1)公平性选择

支持非公平(默认)和公平的锁获取方式,吞吐量还是非公平优于公平。

(2)重进入,该锁支持重进入

(3)遵循获取写锁,获取读锁再释放写锁的次序,写锁能够降级成为读锁。

2.1 读写锁状态设计

读写锁同样依赖自定义同步器来实现同步功能,而读写状态就是其同步器的同步状态,读写锁的自定义同步器通过“按位分割”的方式维护多个读线程和一个写线程的状态,高16位表示读,低16位表示写。通过位运算来判断读写状态。假设当前的同步状态是为S,写状态是S & 0x0000FFFF,读状态是S >>> 16。当写状态增加1,等于S+1,当读状态增加1时,等于S+(1 << 16)。

2.2 写锁的获取与释放

写锁是一个支持重入的排他锁。如果当前线程已经获取了写锁,则增加了写状态。如果当前线程在获取写锁时,读锁已经被获取或者该线程不是已经获取写锁的线程,则当前线程进入等待状态,源码如下:

tryAcquire

tryAcquire(int acquires)方法除了重入条件之外,增加了一个读锁是否存在的判断。如果存在读锁,由于读写锁需要保证写锁操作对读锁可见,写锁不能被获取。写锁的释放过程和ReentrantLock的释放过程类似,每次释放均减少写状态,当写状态为0时,表示写锁已经被释放。

2.3 读锁的获取和释放

读锁是一个支持重进入的共享锁,能够被多个线程同时获取,在没有其他写线程访问的时候,读锁总是会获取成功,而所做的就是增加读状态。里面还有getReadHoldCount()功能的实现。

tryAcquireShared

tryAcquireShared(int unused)方法中,若其他线程已经获取到写锁,则当前线程获取读锁失败,进入等待状态。如果当前线程获取了写锁或者写锁未被获取,则当前线程增加读状态,成功获取读锁。读锁的每次释放均减少读状态,减少的值是1<<16。

2.4 锁降级

锁降级是指写锁降级成为读锁,把持住当前拥有的写锁,再获取读锁,随后释放之前的写锁的过程。

3.LockSupport工具

LockSupport定义了一组一park开头的方法用来阻塞当前的线程,以及unpark方法来唤醒一个被阻塞的线程。

4.Condition接口

任意一个Java对象,都拥有一组监视器方法,主要包括:wait(),wait(long timeout),notify()以及notifyAll()方法,这些方法和synchronized同步关键字配合,可以实现等待通知的模式。Condition接口也提供了类是Object的监视器方法,与Lock配合可以实现等待/通知模式。

Object监视器方法和Condition接口对比

Condition也是基于同步队列AQS实现的。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,684评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,143评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,214评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,788评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,796评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,665评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,027评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,679评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 41,346评论 1 299
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,664评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,766评论 1 331
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,412评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,015评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,974评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,203评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,073评论 2 350
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,501评论 2 343