关于java:面试突击46公平锁和非公平锁有什么区别

从偏心的角度来说，Java 中的锁总共可分为两类：偏心锁和非偏心锁。但偏心锁和非偏心锁有哪些区别？孰优孰劣呢？在 Java 中的利用场景又有哪些呢？接下来咱们一起来看。

注释

偏心锁：每个线程获取锁的程序是依照线程拜访锁的先后顺序获取的，最后面的线程总是最先获取到锁。
非偏心锁：每个线程获取锁的程序是随机的，并不会遵循先来先得的规定，所有线程会竞争获取锁。
举个例子，偏心锁就像开车通过收费站一样，所有的车都会排队期待通过，先来的车先通过，如下图所示：

通过收费站的程序也是先来先到，别离是张三、李四、王五，这种状况就是偏心锁。
而非偏心锁相当于，来了一个强行加塞的老司机，它不会准守排队规定，来了之后就会试图强行加塞，如果加塞胜利就顺利通过，当然也有可能加塞失败，如果失败就乖乖去前面排队，这种状况就是非偏心锁。

利用场景

在 Java 语言中，锁 synchronized 和 ReentrantLock 默认都是非偏心锁，当然咱们在创立 ReentrantLock 时，能够手动指定其为偏心锁，但 synchronized 只能为非偏心锁。
ReentrantLock 默认为非偏心锁能够在它的源码实现中失去验证，如下源码所示：

当应用 new ReentrantLock(true) 时，能够创立偏心锁，如下源码所示：

偏心和非偏心锁代码演示

接下来咱们应用 ReentrantLock 来演示一下偏心锁和非偏心锁的执行差别，首先定义一个偏心锁，开启 3 个线程，每个线程执行两次加锁和开释锁并打印线程名的操作，如下代码所示：

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ReentrantLockFairTest {static Lock lock = new ReentrantLock(true);
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < 3; i++) {new Thread(() -> {for (int j = 0; j < 2; j++) {lock.lock();
                    System.out.println("以后线程：" + Thread.currentThread()
                            .getName());
                    lock.unlock();}
            }).start();}
    }
}

以上程序的执行后果如下图所示：

接下来咱们应用非偏心锁来执行下面的代码，具体实现如下：

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ReentrantLockFairTest {static Lock lock = new ReentrantLock();
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < 3; i++) {new Thread(() -> {for (int j = 0; j < 2; j++) {lock.lock();
                    System.out.println("以后线程：" + Thread.currentThread()
                            .getName());
                    lock.unlock();}
            }).start();}
    }
}

以上程序的执行后果如下图所示：

从上述后果能够看出，应用偏心锁线程获取锁的程序是：A -> B -> C -> A -> B -> C，也就是按程序获取锁。而非偏心锁，获取锁的程序是 A -> A -> B -> B -> C -> C，起因是所有线程都争抢锁时，因为以后执行线程处于沉闷状态，其余线程属于期待状态（还须要被唤醒），所以以后线程总是会先获取到锁，所以最终获取锁的程序是：A -> A -> B -> B -> C -> C。

执行流程剖析

偏心锁执行流程

获取锁时，先将线程本人增加到期待队列的队尾并休眠，当某线程用完锁之后，会去唤醒期待队列中队首的线程尝试去获取锁，锁的应用程序也就是队列中的先后顺序，在整个过程中，线程会从运行状态切换到休眠状态，再从休眠状态复原成运行状态，但线程每次休眠和复原都须要从用户态转换成内核态，而这个状态的转换是比较慢的，所以偏心锁的执行速度会比较慢。

非偏心锁执行流程

当线程获取锁时，会先通过 CAS 尝试获取锁，如果获取胜利就间接领有锁，如果获取锁失败才会进入期待队列，期待下次尝试获取锁。这样做的益处是，获取锁不必遵循先到先得的规定，从而防止了线程休眠和复原的操作，这样就减速了程序的执行效率。
偏心锁和非偏心锁的性能测试后果如下，以下测试数据来自于《Java 并发编程实战》：

从上述后果能够看出，应用非偏心锁的吞吐率（单位工夫内胜利获取锁的均匀速率）要比偏心锁高很多。

优缺点剖析

偏心锁的长处是按序平均分配锁资源，不会呈现线程饿死的状况，它的毛病是按序唤醒线程的开销大，执行性能不高。
非偏心锁的长处是执行效率高，谁先获取到锁，锁就属于谁，不会“按资排辈”以及程序唤醒，但毛病是资源分配随机性强，可能会呈现线程饿死的状况。

总结

在 Java 语言中，锁的默认实现都是非偏心锁，起因是非偏心锁的效率更高，应用 ReentrantLock 能够手动指定其为偏心锁。非偏心锁重视的是性能，而偏心锁重视的是锁资源的平均分配，所以咱们要抉择适合的场景来利用二者。

是非审之于己，毁誉听之于人，得失安之于数。

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