并發(fā)編程:Lock與Condition
一、互斥鎖
1、鎖的可重入性
“可重入鎖”是指當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用 object.lock()獲取到鎖,進(jìn)入臨界區(qū)后,再次調(diào)用object.lock(),仍 然可以獲取到該鎖。顯然,通常的鎖都要設(shè)計(jì)成可重入的,否則就會(huì)發(fā)生死鎖。
synchronized關(guān)鍵字,就是可重入鎖。
2、類繼承層次
Concurrent 包中的與互斥鎖(ReentrantLock)相關(guān)類之 間的繼承層次,如下圖所示:
3、鎖的公平性vs.非公平性
什么叫公平鎖和非公平鎖呢?先舉個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的例子,一個(gè)人去火車站售票窗口買票,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng) 有人排隊(duì),于是他排在隊(duì)伍末尾,遵循先到者優(yōu)先服務(wù)的規(guī)則,這叫公平;如果他去了不排隊(duì),直接沖 到窗口買票,這叫作不公平。
對(duì)應(yīng)到鎖的例子,一個(gè)新的線程來了之后,看到有很多線程在排隊(duì),自己排到隊(duì)伍末尾,這叫公 平;線程來了之后直接去搶鎖,這叫作不公平。默認(rèn)設(shè)置的是非公平鎖,其實(shí)是為了提高效率,減少線 程切換。
鎖實(shí)現(xiàn)的基本原理
Sync的父類AbstractQueuedSynchronizer經(jīng)常被稱作隊(duì)列同步器(AQS),這個(gè)類非常重要,該 類的父類是AbstractOwnableSynchronizer。 此處的鎖具備synchronized功能,即可以阻塞一個(gè)線程。
為了實(shí)現(xiàn)一把具有阻塞或喚醒功能的鎖, 需要幾個(gè)核心要素:
1. 需要一個(gè)state變量,標(biāo)記該鎖的狀態(tài)。state變量至少有兩個(gè)值:0、1。對(duì)state變量的操作, 使用CAS保證線程安全。
2. 需要記錄當(dāng)前是哪個(gè)線程持有鎖。
3. 需要底層支持對(duì)一個(gè)線程進(jìn)行阻塞或喚醒操作。
4. 需要有一個(gè)隊(duì)列維護(hù)所有阻塞的線程。這個(gè)隊(duì)列也必須是線程安全的無鎖隊(duì)列,也需要使用 CAS。