10 公平锁和非公平锁

Java中提供的synchronized只能是非公平锁。

Java中提供的ReentrantLock，ReentrantReadWriteLock可以实现公平锁和非公平锁

公平锁

公平锁，先到先得；多个线程按顺序排队获取锁，每个线程获取机会均等，但永远只有队列首位线程能获取到锁。

优点：每个线程等待一段时间后，都有执行的机会，不至于出现某个线程饿死在队列中。
缺点：是队列里面除了第一个线程，其他的线程都会阻塞，cpu 唤醒阻塞线程的开销会很大

非公平锁

多个线程（不管是不是队列首位）去获取锁时会尝试直接获取锁，能获取到就执行任务，否则乖乖排队。代表实现是CAS比较并交换;

优点：获取锁更加灵活、吞吐量大、减少CPU唤醒线程的开销。
缺点：会出现某些线程永远获取不到锁，饿死在队列中，最终由 JVM 回收

注意锁的获取有三个条件：看状态state是否是0，当前线程是否为null; 是否排在队首
公平锁跟非公平锁加锁的逻辑差不多，唯一就是公平加锁的 if 判断中多了 hasQueuedPredecessors 是否队首

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protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
        final Thread current = Thread.currentThread();
        int c = getState();
        if (c == 0) {
            // 多了 hasQueuedPredecessors 是否队首判断
            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;
    }

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公平锁非公平锁对竞争的影响？

公平锁降低吞吐、减少饥饿；
非公平锁提高吞吐、放大竞争，但可能导致饥饿

公平锁的竞争模型

先到先得（FIFO）
实现方式（以 ReentrantLock 为例）：

• 每次获取锁前先检查 AQS 队列是否有人排队
• 有人排队就老实排队
• 不允许插队

竞争特征

• 竞争是有序的
• 线程按顺序被唤醒
• 很少发生饥饿

非公平锁的竞争模型

只要你抢得到，你就赢

实现方式：

• 不管队列里有没有人
• 直接 CAS 抢锁
• 抢到了就插队成功

竞争特征

• 竞争是无序的
• 新线程可能反复插队
• 老线程可能长期得不到锁

公平锁非公平锁使用场景？

适合公平锁的场景：

• 请求必须有响应保证
• 任务耗时差异极大
• SLA / 合规要求

对于吞吐 > 公平的业务场景，推荐使用非公平锁

总结
公平锁和非公平锁的核心区别在竞争策略。
公平锁严格 FIFO，降低饥饿但牺牲吞吐；
非公平锁允许插队，通过减少线程切换提高性能。
在高并发核心链路中通常选非公平锁，在需要响应保证或防止长期饥饿的场景才用公平锁