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ReentrantLock深入学习
ReentrankLock 分为 非公平锁及公平锁
首先我们看一下它里面有哪些属性:
private final Sync sync;
Sync 这个类是 ReentrantLock的 一个静态内部类,实现了AbstractQueuedSynchronizer
ReentrantLock根据传入构造方法的布尔型参数实例化出Sync的实现类FairSync和NonfairSync,分别表示公平的Sync和非公平的Sync
AbstractQueuedSynchronizer这个类中封装了同步过程中堵塞的线程队列,它里面对线程之间的切换,同步的占用,做了很好的处理
像CountDownLatch、FutureTask、Semaphore、ReentrantLock等都有一个内部类是这个抽象类的子类
下面我们介绍几个ReentrantLock的核心方法及属性:
private volatile int state;
这个属性初始化为0,表示当前没有加锁,每次lock()操作,便会累加这个值,同样一个线程想要获取这个锁,做CAS操作的时候,也是判断state的值是否为0
NonfairSync锁:
final void lock() { if (compareAndSetState(0, 1)) setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); else acquire(1); }
fairSync锁:
final void lock() {
acquire(1);
}
tryAcquire方法中,先 判断当前state值是否是0,若为0 ,则可进行尝试加锁。若不为0,判断作这个加锁操作的是否为当前线程,若为当前线程,则直接累加,然后更新state值
setExclusiveOwnerThread(current) 是设置当前线程为占有线程
fairSync锁:
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) {
if (!hasQueuedPredecessors() &&
compareAndSetState(0, acquires)) {
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0)
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);
return true;
}
return false;
}
NonfairSync锁:
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) { final Thread current = Thread.currentThread(); int c = getState(); if (c == 0) { if (compareAndSetState(0, acquires)) { setExclusiveOwnerThread(current); return true; } } else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { int nextc = c + acquires; if (nextc < 0) // overflow throw new Error("Maximum lock count exceeded"); setState(nextc); return true; } return false; }
同样,unlock(),则会在这个值 上进行-1。从代码上看最终会调用tryRelease 方法,我们可以看到之后在state值为0的时候,才会清空当前占有线程。
当state为0时,tryRelease 返回的则是true, 则会判断head是否为null(不为空则表示有阻塞线程,这里阻塞队列这里怎么处理,可以看AbstractQueuedSynchronizer的处理,参考:http://www.cnblogs.com/xrq730/p/4979021.html)
之后,会进行unparkSuccessor()的处理,这个方法是AbstractQueuedSynchronizer的方法最终会调用LockSupport.unpark(s.thread);s.thread 为阻塞队列中的一个线程,应该是最接近head的阻塞线程(head为阻塞队列的头指针)
public void unlock() { sync.release(1); }
public final boolean release(int arg) { if (tryRelease(arg)) { Node h = head; if (h != null && h.waitStatus != 0) unparkSuccessor(h); return true; } return false; }
protected final boolean tryRelease(int releases) { int c = getState() - releases; if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread()) throw new IllegalMonitorStateException(); boolean free = false; if (c == 0) { free = true; setExclusiveOwnerThread(null); } setState(c); return free; }
在看JDK源代码的时候,我们会经常的看到try开头的方法,这些方法都是无锁的方式,通过CAS进行多次尝试,会自旋式的获取锁,只有在一定时间内,仍没有获取到锁,才会进行park操作(unsafe的park操作,将线程挂起)
final Thread getOwner()
获取当前占有线程
final int getHoldCount()
获取当前的state值
public final int getQueueLength()
获取阻塞队列的长度
最后,附上简单的使用代码:
public class ReentrantLockDemo { private static int i=0; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { final ReentrantLock myLock = new ReentrantLock(); Thread thread1=new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { for(int j=0;j<1000;j++){ myLock.lock(); i++; try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } myLock.unlock(); } } }); Thread thread2=new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { for(int j=0;j<1000;j++){ myLock.lock(); i++; try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } myLock.unlock(); } } }); thread1.start(); thread2.start(); thread1.join(); thread2.join(); System.out.println(i); } }
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