ReentrantReadWriteLock源码解读第二章：探索FairSync的奥秘

2023-04-19 18:58:59

公平锁的奥秘：深入探究ReentrantReadWriteLock的FairSync

引言

在并发编程的世界中，锁是一个至关重要的机制，用于协调对共享资源的访问。ReentrantReadWriteLock是Java并发库中一个强大的锁机制，它支持读写锁，允许多个线程同时读取共享数据，但一次只能有一个线程写入共享数据。ReentrantReadWriteLock有两种类型的锁：非公平锁和公平锁。在上一篇文章中，我们探讨了非公平锁的奥秘。在这篇文章中，我们将深入研究公平锁的掌舵者FairSync。

公平锁的精髓：FairSync

FairSync是公平锁的灵魂，它确保了等待线程按照先进先出（FIFO）的顺序获取锁。与非公平锁不同，公平锁会让每个等待线程都有机会获取锁，从而避免了饥饿现象的发生。

FairSync的工作原理

FairSync通过以下方法实现公平锁：

1. hasQueuedPredecessors()：探寻等待者的足迹

hasQueuedPredecessors()方法用于检查当前线程是否有等待的前驱线程。如果存在前驱线程，则表示当前线程需要排队等待。该方法通过遍历等待队列，寻找当前线程的前驱线程，如果找到，则返回true，否则返回false。

2. acquireQueued()：加入等待队列，耐心等待

当当前线程需要获取锁时，但锁已被其他线程持有，FairSync的acquireQueued()方法就会被调用。该方法将当前线程加入到等待队列的尾部，并让当前线程进入等待状态。当锁被释放时，等待队列中的线程将按照FIFO的顺序被唤醒并尝试获取锁。

3. 首次尝试获取锁

当FairSync尝试首次获取锁时，它会先检查是否有其他线程持有锁。如果有，则FairSync会将当前线程加入到等待队列中。如果没有，则FairSync会尝试直接获取锁。如果成功获取锁，则FairSync会返回true，否则返回false。

公平锁的奥义：避免饥饿现象

公平锁之所以重要，是因为它可以避免饥饿现象的发生。饥饿现象是指一个线程在等待锁时，被其他线程无限期地阻塞，从而无法获取锁。公平锁通过FIFO的顺序来分配锁，确保每个等待线程都有机会获取锁，从而避免了饥饿现象的发生。

代码示例：实战演练

为了帮助大家更好地理解FairSync的工作原理，我们通过一个代码示例来演示公平锁的加锁解锁过程：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class FairReadWriteLockExample {

    private static ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock(true);

    public static void main(String[] args) {
        // 创建多个线程来模拟并发访问
        Thread[] threads = new Thread[10];
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i] = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    // 尝试获取写锁
                    lock.writeLock().lock();
                    try {
                        // 模拟写操作
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is writing");
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    } finally {
                        // 释放写锁
                        lock.writeLock().unlock();
                    }
                }
            });
        }

        // 启动所有线程
        for (Thread thread : threads) {
            thread.start();
        }
    }
}