ReentrantLock公平锁与非公平锁：剖析其工作原理及应用

概述

ReentrantLock是Java并发编程中十分常用的一个类，具备类似synchronized锁的互斥访问功能，但提供了更丰富的功能和更灵活的控制。ReentrantLock允许您指定公平锁还是非公平锁，从而满足不同的并发场景需求。

本文将深入探讨ReentrantLock公平锁和非公平锁的实现原理，并分析其在实际应用中的优缺点和适用场景，帮助您全面理解并掌握ReentrantLock锁机制。

公平锁与非公平锁

ReentrantLock提供两种类型的锁：公平锁和非公平锁。公平锁保证等待时间最长的线程首先获得锁，而非公平锁则允许任意线程获得锁，不考虑等待时间。

公平锁

公平锁的实现原理是维护一个等待队列，当一个线程试图获取锁时，如果锁被占用，则该线程会被加入等待队列的末尾。当锁被释放时，等待队列中的第一个线程将获得锁。

公平锁的优点是能够保证等待时间最长的线程首先获得锁，从而避免某些线程长期等待的情况。但是，公平锁的缺点是可能导致性能下降，因为需要维护等待队列并对等待队列中的线程进行管理。

非公平锁

非公平锁的实现原理是允许任意线程获取锁，不考虑等待时间。当一个线程试图获取锁时，如果锁被占用，则该线程将直接尝试获取锁。如果成功，则该线程将获得锁；如果失败，则该线程将继续尝试获取锁，直到成功为止。

非公平锁的优点是能够提高性能，因为不需要维护等待队列并对等待队列中的线程进行管理。但是，非公平锁的缺点是可能导致某些线程长期等待的情况。

选择公平锁还是非公平锁

在实际应用中，选择公平锁还是非公平锁需要根据具体场景进行考虑。

• 如果需要保证等待时间最长的线程首先获得锁，则应该选择公平锁。例如，在某些多线程环境中，某些线程可能比其他线程更重要，需要优先获得锁。
• 如果性能是首要考虑因素，则应该选择非公平锁。例如，在某些高并发场景中，需要最大限度地提高锁的获取效率。

ReentrantLock的应用场景

ReentrantLock可以应用于各种并发场景，例如：

• 多线程访问共享资源：ReentrantLock可以用于控制对共享资源的访问，以避免多个线程同时访问共享资源导致数据不一致的情况。
• 线程同步：ReentrantLock可以用于同步多个线程的执行，以确保多个线程按照预期的顺序执行。
• 死锁避免：ReentrantLock可以用于避免死锁的发生，因为ReentrantLock提供了可重入锁的功能，允许一个线程多次获取同一个锁。

总结

ReentrantLock是Java并发编程中十分常用的一个类，提供了丰富的功能和灵活的控制。ReentrantLock支持公平锁和非公平锁两种类型，可以在不同的并发场景中使用。

在实际应用中，选择公平锁还是非公平锁需要根据具体场景进行考虑。如果需要保证等待时间最长的线程首先获得锁，则应该选择公平锁；如果性能是首要考虑因素，则应该选择非公平锁。

ReentrantLock可以应用于各种并发场景，例如多线程访问共享资源、线程同步和死锁避免等。