前言
Java語言中有許多原生線程安全的資料結構，比如ArrayBlockingQueue、CopyOnWriteArrayList、LinkedBlockingQueue，它們線程安全的實作方式并非通過synchronized關鍵字，而是通過java.util.concurrent.locks.ReentrantLock來實作。
鎖的底層實作
無論什麼語言在作業系統層面鎖的操作都會變成系統調用（System Call），以 Linux 為例，就是 futex 函數，可以把它了解為兩個函數：futex_wait(s)，對變量 s 加鎖；futex_wake(s)釋放 s 上的鎖，喚醒其他線程。
在ReentrantLock中很明顯可以看到其中同步包括兩種，分别是公平的FairSync和非公平的NonfairSync。
公平鎖的作用就是嚴格按照線程啟動的順序來執行的，不允許其他線程插隊執行的；而非公平鎖是允許插隊的。
預設情況下ReentrantLock是通過非公平鎖來進行同步的，包括synchronized關鍵字都是如此，因為這樣性能會更好。
因為從線程進入了RUNNABLE狀态，可以執行開始，到實際線程執行是要比較久的時間的。
而且，在一個鎖釋放之後，其他的線程會需要重新來擷取鎖。其中經曆了持有鎖的線程釋放鎖，其他線程從挂起恢複到RUNNABLE狀态，其他線程請求鎖，獲得鎖，線程執行，這一系列步驟。如果這個時候，存在一個線程直接請求鎖，可能就避開挂起到恢複RUNNABLE狀态的這段消耗，是以性能更優化。
/**
* Creates an instance of {@code ReentrantLock}.
* This is equivalent to using {@code ReentrantLock(false)}.
*/
public ReentrantLock() {
sync = new NonfairSync();
}
預設狀态，使用的ReentrantLock()就是非公平鎖。再參考如下代碼，我們知道ReentrantLock的擷取鎖的操作是通過裝飾模式代理給sync的。
/**
* Acquires the lock.
*
* <p>Acquires the lock if it is not held by another thread and returns
* immediately, setting the lock hold count to one.
*
* <p>If the current thread already holds the lock then the hold
* count is incremented by one and the method returns immediately.
*
* <p>If the lock is held by another thread then the
* current thread becomes disabled for thread scheduling
* purposes and lies dormant until the lock has been acquired,
* at which time the lock hold count is set to one.
*/
public void lock() {
sync.lock();
}
下面參考一下FairSync和NonfairSync對lock方法的實作：
/**
* Sync object for non-fair locks
*/
static final class NonfairSync extends Sync {
/**
* Performs lock. Try immediate barge, backing up to normal
* acquire on failure.
*/
final void lock() {
if (compareAndSetState(0, 1))
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
acquire(1);
}
}
/**
* Sync object for fair locks
*/
static final class FairSync extends Sync {
final void lock() {
acquire(1);
}
}
當使用非公平鎖的時候，會立刻嘗試配置狀态，成功了就會插隊執行，失敗了就會和公平鎖的機制一樣，調用acquire()方法，以排他的方式來擷取鎖，成功了立刻傳回，否則将線程加入隊列，知道成功調用為止。歡迎大家關注我的公種浩【程式員追風】，2019年多家公司java面試題整理了1000多道400多頁pdf文檔，文章都會在裡面更新，整理的資料也會放在裡面。
總結
上鎖的過程本身也是有時間開銷的，如果操作資源的時間比上鎖的時間還短建議使用非公平鎖可以提高系統的吞吐率；否則就老老實實的用公平鎖。
最後
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