锁的公平与不公平，究竟差在哪？

公平锁与非公平锁

在并发编程中，锁是一种同步机制，用于控制对共享资源的访问。当多个线程同时试图访问共享资源时，锁可以确保只有一个线程能够访问该资源，从而避免数据的不一致。锁有两种主要类型：公平锁和非公平锁。

公平锁

公平锁按照线程请求的顺序分配锁。这意味着，如果一个线程请求锁，并且此时锁被另一个线程持有，那么该线程必须等待，直到持有锁的线程释放锁。公平锁可以保证每个线程都有机会获得锁，但它也可能导致性能下降，因为线程可能会长时间等待锁。

非公平锁

非公平锁不完全按照请求的顺序分配锁。在一定情况下，非公平锁可以允许线程插队。这意味着，即使一个线程已经请求了锁，但此时锁被另一个线程持有，非公平锁也可以允许另一个线程插队获得锁。非公平锁可以提供更高的性能，因为线程不必等待其他线程释放锁。但是，非公平锁也可能导致饥饿问题，即某个线程可能永远无法获得锁。

为什么我们需要非公平锁？

在某些情况下，我们需要使用非公平锁。例如，在以下场景中，非公平锁可以提供更高的性能：

• 当某个线程需要频繁地访问共享资源时，非公平锁可以允许该线程插队获得锁，从而减少等待时间。
• 当共享资源的访问成本很高时，非公平锁可以减少线程等待锁的时间，从而提高性能。
• 当系统中存在优先级较高的线程时，非公平锁可以允许优先级较高的线程插队获得锁，从而保证优先级较高的线程能够及时获得资源。

公平锁与非公平锁的优缺点

公平锁和非公平锁各有优缺点。公平锁的优点是：

• 可以保证每个线程都有机会获得锁。
• 可以避免饥饿问题。

公平锁的缺点是：

• 可能导致性能下降。
• 可能导致死锁。

非公平锁的优点是：

• 可以提供更高的性能。
• 可以避免死锁。

非公平锁的缺点是：

• 可能导致饥饿问题。
• 可能导致优先级较低的线程无法获得锁。

公平锁与非公平锁的适用场景

公平锁和非公平锁都有各自的适用场景。公平锁适用于以下场景：

• 当共享资源的访问成本较低时。
• 当系统中不存在优先级较高的线程时。
• 当需要保证每个线程都有机会获得锁时。

非公平锁适用于以下场景：

• 当某个线程需要频繁地访问共享资源时。
• 当共享资源的访问成本很高时。
• 当系统中存在优先级较高的线程时。

结论

公平锁和非公平锁都是并发编程中常用的锁机制，它们各自有不同的特点和适用场景。公平锁按照线程请求的顺序分配锁，而非公平锁则允许线程插队。在某些情况下，非公平锁可以提供更高的性能，这就是为什么我们需要非公平锁的原因。