Java中的公平鎖和非公平鎖
公平鎖
特點
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排隊機制：
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線程請求鎖時，如果鎖被占用，會進入一個等待隊列。
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當鎖被釋放時，隊列中等待最久的線程優先獲得鎖。
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避免線程饑餓：
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公平鎖可以防止某些線程長時間無法獲取鎖的問題。
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性能較低：
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排隊和喚醒線程的開銷較高，可能導致整體性能下降。
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實現方式
在 Java 的 ReentrantLock 中，通過將構造方法的參數 fair 設置為 true 來啟用公平鎖：
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);
示例
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
?
public class FairLockExample {
private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);
?
public static void main(String[] args) {
Runnable task = () -> {
for (int i = 0; i < 2; i++) {
lock.lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " got the lock");
} finally {
lock.unlock();
}
}
};
?
Thread t1 = new Thread(task, "Thread-1");
Thread t2 = new Thread(task, "Thread-2");
Thread t3 = new Thread(task, "Thread-3");
?
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
運行結果通常會按照線程的啟動順序依次獲取鎖，例如：
Thread-1 got the lock
Thread-2 got the lock
Thread-3 got the lock
...
非公平鎖
非公平鎖（Non-Fair Lock）是默認的鎖實現，線程嘗試直接競爭鎖，不關注排隊順序。
特點
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競爭機制：
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每個線程都可以直接嘗試獲取鎖，成功則進入臨界區，失敗則進入等待隊列。
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性能較高：
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由于不需要維護嚴格的排隊順序，線程調度和喚醒的開銷較小，吞吐量更高。
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可能導致線程饑餓：
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某些線程可能長時間無法獲取鎖，因為新來的線程可能會插隊成功。
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實現方式
在 Java 的 ReentrantLock 中，通過將構造方法的參數 fair 設置為 false 或默認值啟用非公平鎖：
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(false);
示例
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
?
public class NonFairLockExample {
private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
?
public static void main(String[] args) {
Runnable task = () -> {
for (int i = 0; i < 2; i++) {
lock.lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " got the lock");
} finally {
lock.unlock();
}
}
};
?
Thread t1 = new Thread(task, "Thread-1");
Thread t2 = new Thread(task, "Thread-2");
Thread t3 = new Thread(task, "Thread-3");
?
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
運行結果可能會出現線程搶占的情況，例如：
Thread-1 got the lock
Thread-3 got the lock
Thread-2 got the lock
Thread-3 got the lock
...
公平鎖 vs 非公平鎖
| 特性 | 公平鎖 | 非公平鎖 |
|---|---|---|
| 鎖分配順序 | 按線程請求鎖的順序分配 | 隨機分配，允許插隊 |
| 線程饑餓 | 不會發生 | 可能發生 |
| 性能 | 性能較低，開銷較大 | 性能較高，吞吐量大 |
| 使用場景 | 需要嚴格控制線程公平性 | 更關注性能，允許一定的不公平性 |
選擇建議
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使用公平鎖的場景：
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需要避免線程饑餓，例如在多線程的資源分配中需要確保所有線程都能公平參與競爭。
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使用非公平鎖的場景：
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更注重性能，線程競爭較少時（如大部分操作鎖很快釋放），非公平鎖的性能優勢更明顯。
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默認情況下，ReentrantLock
浙公網安備 33010602011771號