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理解公平锁与非公平锁_ReentrantLock构造参数对竞争策略的影响

落宇小哥_9032

落宇小哥_9032

发布时间:2026-02-21 15:19:02

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来源于php中文网

原创

ReentrantLock(true)是公平锁,按调用lock()顺序排队;false(默认)是非公平锁,允许新线程插队抢占。前者避免饥饿但吞吐低,后者性能高,适用于大多数场景。

理解公平锁与非公平锁_reentrantlock构造参数对竞争策略的影响

ReentrantLock(true) 和 ReentrantLock(false) 到底差在哪

差在「线程抢锁时要不要插队」——true 是公平锁,谁先调用 lock() 谁排队等;false(默认)是非公平锁,新来的线程可以立刻尝试抢占,哪怕队列里有人等着。

这不是理论区别,是真实影响吞吐和响应的行为差异:

  • 公平锁:避免饥饿,但上下文切换多、整体吞吐低;适合锁持有时间长、且对响应顺序敏感的场景(比如资源分配器)
  • 非公平锁:允许“插队”,减少了线程挂起/唤醒开销,吞吐高;绝大多数业务场景更合适
  • 注意:ReentrantLock 的公平性只约束「未持有锁时的获取行为」,重入(同一个线程反复 lock())永远被允许,跟公平性无关

为什么 new ReentrantLock() 默认是非公平的

因为性能。JVM 线程调度本身就不保证 FIFO,强行维护公平队列要额外 CAS 操作和 volatile 读写,每次 lock() 都得多走几步判断队列头。

实测中,在高并发争抢下,非公平锁吞吐量通常比公平锁高 2–10 倍,尤其在锁持有时间短(比如只是更新一个计数器)时更明显。

  • 非公平锁可能让等待很久的线程一直得不到机会(饥饿),但实际中除非极端负载+长持有,很少发生
  • 公平锁的「公平」仅限于 AQS 队列内的等待者,不包括正在执行 compareAndSetState 抢锁的线程
  • 构造时没传参数,就是 new ReentrantLock(false),别误以为是「自动选择」

公平锁无法解决所有排队问题

它只管「谁该获得锁」,不管「谁该被唤醒」或「锁释放后谁接上」——这些由 AQS 内部的 unparkSuccessor 控制,而该方法在公平/非公平模式下行为一致:总是唤醒队列头节点。

常见误解:

  • 认为公平锁能让线程按 lock() 调用时间精确排序 → 实际受 JVM 调度、CAS 成败、内存可见性影响,只能保证「大致先后」
  • 在 synchronized 上套 ReentrantLock 公平锁想「升级控制力」→ 没用,synchronized 无公平选项,两者锁对象也不互通
  • 把公平锁当线程优先级调控手段 → 完全无关,优先级由 OS 调度器决定,JVM 不暴露干预接口

什么时候真该用 ReentrantLock(true)

只有当你观察到明确的饥饿现象,且能确认是锁竞争导致,并排除了其他瓶颈(如 GC、IO 阻塞、CPU 争抢),才考虑切换。

典型信号:

  • 监控发现某线程在 WAITING 状态停留远超均值(比如 >5 秒),且堆栈固定在 AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await
  • 业务逻辑要求严格 FIFO:例如订单号生成器必须按请求到达顺序分配递增 ID
  • 压测中非公平锁下 P99 响应时间抖动剧烈,而公平锁能收窄分布(需对比验证,不是默认成立)

切记:换公平锁前先看是不是锁粒度太大、持有时间太长,或者根本该用无锁结构(如 AtomicInteger)——这才是更常被忽略的优化点。

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