公平锁与非公平锁

什么是公平锁？什么是非公平锁？

公平锁：多个线程按照申请锁的先后顺序去获得锁，线程会直接进入队列去排队，永远都是队列的第一位才能获得锁。

非公平锁：多个线程去获得锁的时候，会直接去尝试获取，获取不到，再去进入等待队列，如果能获取到，就直接获取到锁。

优缺点比较

公平锁

优点：所有的线程都能够得到资源，不会饿死在队列中。

缺点：吞吐量会下降很多，队列里面除了第一个线程，其它线程都会阻塞，CPU唤醒阻塞线程的开销会很大。

非公平锁

优点：可以减少CPU唤醒线程的开销，整体的吞吐率提高。

缺点：可能导致队列中的线程一直获取不到锁或者长时间获取不到锁，导致饿死。

源码体现

在ReentrantLock中就提供了公平锁和非公平锁两种模式(默认是非公平实现)。

公平锁实现

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
           final Thread current = Thread.currentThread();
           int c = getState();
           if (c == 0) {
               if (!hasQueuedPredecessors() &&
                   compareAndSetState(0, acquires)) {
                   //只有当队列为空或自己是队列头的时候，才会尝试CAS修改state
                   //修改state成功后，才算获取到了锁，否则加入到队列中等待
                   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;
       }

/*
判断当前队列是否为空或者自己是否是在同步队列的首位，
如果是，则返回true
否则返回false
*/
public final boolean hasQueuedPredecessors() {
        Node t = tail;
        Node h = head;
        Node s;
        return h != t &&
            ((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread());
    }

公平锁只有在队列为空，或者自己为队头的时候才会尝试去修改state，当修改成功后则直接拿到了锁，否则进入排队。

非公平锁实现

final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
            final Thread current = Thread.currentThread();
            int c = getState();
            if (c == 0) {
                //state==0，通过CAS尝试修改state，而不是直接去排队
                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;
        }

非公平锁当state==0，就会立即去尝试CAS修改state，修改成功了则直接拿到了锁，否则加入阻塞队列。