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ReentrantLock实现公平锁和非公平锁

news 2025/7/3 10:09:52

在 Java 里，公平锁和非公平锁是多线程编程中用于同步的两种锁机制，它们的主要差异在于获取锁的顺序规则。下面是对二者的详细介绍：

公平锁

公平锁遵循 “先来先服务” 原则，也就是线程获取锁的顺序和请求锁的顺序一致。先请求锁的线程会优先获得锁，这样可以保证每个线程都有公平的机会获取锁，避免某个线程长时间等待。

不过，公平锁在实现公平性时会增加额外的开销，因为需要维护一个有序的等待队列。当一个线程释放锁后，会从队列头部选取下一个线程来获取锁。

非公平锁

非公平锁不保证线程获取锁的顺序和请求锁的顺序一致。当锁被释放时，任何等待的线程都有机会获取锁，而不考虑其请求的先后顺序。

非公平锁可能会让某些线程先于等待时间长的线程获取锁，从而产生 “饥饿” 现象，即部分线程长时间得不到锁。但非公平锁的性能通常比公平锁要好，因为它减少了线程上下文切换和等待队列管理的开销。

实现公平锁和非公平锁

在创建ReentrantLock时可以指定true或者false在指定公平或者非公平锁（ReentrantLock和Synchronized关键字默认是非公平锁），像下面这样

// 创建公平锁
Lock fairLock = new ReentrantLock(true);
// 创建非公平锁
Lock unfairLock = new ReentrantLock(false);

如下是测试ReentrantLock实现公平锁和非公平锁的代码

class Worker implements Runnable {private final Lock lock;private final String name;public Worker(Lock lock, String name) {this.lock = lock;this.name = name;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 3; i++) {lock.lock();try {System.out.println(name + " 获得锁，正在执行任务 " + i);Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();System.out.println(name + " 释放锁");}}}
}public class FairAndUnFair {public static void main(String[] args) {// 创建公平锁Lock fairLock = new ReentrantLock(true);// 创建非公平锁Lock unfairLock = new ReentrantLock(false);// 使用公平锁System.out.println("使用公平锁：");Thread t1 = new Thread(new Worker(fairLock, "线程1"));Thread t2 = new Thread(new Worker(fairLock, "线程2"));t1.start();t2.start();try {t1.join();t2.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 使用非公平锁System.out.println("\n使用非公平锁：");t1 = new Thread(new Worker(unfairLock, "线程1"));t2 = new Thread(new Worker(unfairLock, "线程2"));t1.start();t2.start();}
}

在这个示例中，ReentrantLock构造函数的参数true表示创建公平锁，false表示创建非公平锁。