《Java并发编程实战》4.高级主题

野性酷女 2023-03-13 05:13 33阅读 0赞

# **十三、显式锁** #

### 1）Lock与ReentrantLock ###

*  void lock(); 获取锁，未获取到则阻塞。
 *  void lockInterruptibly() throws InterruptedException; 获取锁，未获取到则阻塞，阻塞可中断。
 *  boolean tryLock(); 获取锁，返回是否获取到
 *  boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException; 获取锁，不能立即获取，则阻塞time时间，返回是否获取到。
 *  void unlock(); 释放锁。
 *  Condition newCondition(); 构建一个Condition条件，用于实现await、signal、signalAll 等待唤醒。

### 2）公平性 ###

ReentrantLock支持公平锁与非公平锁，默认非公平。

*  公平锁：获取锁时，如果锁被其他线程占用，则直接去排队挂起。
 *  非公平锁：获取锁时，如果锁被其他线程占用，先尝试获取一次，获取失败就去排队。

### 3）synchronize与ReentrantLock的选择 ###

在jdk1.8中，synchronize与ReentrantLock的性能差别不大，优先选择使用synchronize，当在一些功能上（锁超时、条件等待、可中断、公平性）不能满足时，再使用ReentrantLock。

synchronize锁可通过jstack查看持有线程，也可以检索死锁，但ReentrantLock做不到。

# 十四、构建自定义同步工具 #

### 1）AQS ###

//AQS同步器维护的状态
    
    private volatile int state;
    
    //AQS中维护的等待链表，head头结点，tail尾结点
    
    private transient volatile Node head;
    
    private transient volatile Node tail;
    
    //tryAcquire子类实现，判断当前state是否可做申请操作，返回true/false
    
    //acquireQueued在tryAcquire返回false时执行，将线程封装成node放入队列并挂起线程，返回是否中断
    
    public final void acquire(int arg) {
    
        if (!tryAcquire(arg) &&
    
            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
    
            selfInterrupt();
    
    }
    
    
    
    //tryRelease子类实现，判断当前状态是否可做释放操作，返回true/false
    
    //unparkSuccessor唤醒head节点之后第一个状态为-1的节点中的线程
    
    public final boolean release(int arg) {
    
        if (tryRelease(arg)) {
    
            Node h = head;
    
            if (h != null && h.waitStatus != 0)
    
                unparkSuccessor(h);
    
            return true;
    
        }
    
        return false;
    
    }
    
    //tryAcquireShared子类实现，判断是否可做申请操作，返回int，小于0不可操作
    
    //doAcquireShared将线程封装成node放入队列并挂起线程
    
    public final void acquireShared(int arg) {
    
        if (tryAcquireShared(arg) < 0)
    
            doAcquireShared(arg);
    
    }
    
    //tryReleaseShared子类实现，判断是否可做释放操作，返回true/false
    
    //doReleaseShared唤醒所有等待链表状态为-1节点的线程
    
    public final boolean releaseShared(int arg) {
    
        if (tryReleaseShared(arg)) {
    
            doReleaseShared();
    
            return true;
    
        }
    
        return false;
    
    }
    
    //子类实现，在排他模式下，判断状态是否被占用
    
    protected boolean isHeldExclusively();

### 2）并发包下的AQS ###

*  ReentrantLock
 *   *  state记录了锁重入次数，并且还维护了owner线程
     *  tryAcquire做state累加，state = 0未占用，state = N，被owner lock了N次，且做了owner的可重入判断。
     *  tryRelease做了state减少，到0清理owner。
     *  isHeldExclusively判断是不是当前线程。
 *  Semaphore
 *   *  state维护了许可证数。
     *  tryAcquireShared做state减少，返回（当前-申请）。
     *  tryReleaseShared做state增加。
 *  CountDownLatch
 *   *  state维护了需要count次数。
     *  tryAcquireShared判断state是否为0，为0则返回1，否则返回-1，await调用acquireShared。
     *  tryReleaseShared做state减少，每次减1，当减少到0是，返回true，否则返回false，countDown调用releaseShared。
 *  ReentrantReadWriteLock
 *   *  state维护一个32位的数，高16位维护读锁线程数，低16位维护锁重入次数。
     *  tryAcquire 操作state低位增加，有读线程占着读锁||有其他线程占着写锁 返回false；其他情况增加state，且设置wtire线程。
     *  tryRelease 操作state低位减少，低位减少到0返回true，且设置write线程为null。
     *  tryAcquireShared 操作state高位增加，当前有其他线程的写锁返-1，否则高位加1返1。
     *  tryReleaseShared 操作state高位减少，高位减1，减少整体为0，则返回true。