Juc并发编程07——公平锁真的公平吗(源码剖析)

先来回顾下公平锁的tryAcquire代码。

    protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
    
    
            final Thread current = Thread.currentThread();
            int c = getState();
            if (c == 0) {
    
    
                if (!hasQueuedPredecessors() && //注意这里，一开始会查看是否有节点处于等待
                    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;
        }
    }

重点关注注释代码处，如果hasQueuedPredecessors出现误判会怎么样呢？公平锁是不是就不公平了呀。那我们来研究下hasQueuedPredecessors，是不是真有百密一疏的情况。

假如线程1已经持有锁了。这个该时候线程2来获取锁，走到hasQueuedPredecessors（）返回false，接着往后面执行CAS，肯定执行失败，因为现在锁被线程1占有，返回aquire方法。

    public final void acquire(int arg) {
    
    
        if (!tryAcquire(arg) &&
            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
            selfInterrupt();
    }

接着走就是走到addWaiter的enq方法。线程2进入等待队列。

    private Node enq(final Node node) {
    
    
        for (;;) {
    
    
            Node t = tail;
            if (t == null) {
    
     // 此时等head、tail为空，满足`t==null`的条件。
                if (compareAndSetHead(new Node())) //这里没有其它线程争抢，成功
                    tail = head; // 设置成功
            } else {
    
    
                node.prev = t;
                if (compareAndSetTail(t, node)) {
    
    
                    t.next = node;
                    return t;
                }
            }
        }
    }

假设线程2走到注释截至处，现在有一个线程3来抢锁。当它判断等待队列时hasQueuedPredecessors会返回false，因为h==t。

    public final boolean hasQueuedPredecessors() {
    
    
        Node t = tail; 
        Node h = head;
        Node s;
        return h != t && //不满足条件
            ((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread());
    }

那么问题来了，实际上等待队列中应该有线程2，现在我们却得出了等待队列为空的判断呀，线程3不的直接走CAS吗，万一线程1刚好释放锁了，线程3就插队了阿。由此可见，公平锁并不公平。

     protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
    
    
            final Thread current = Thread.currentThread();
            int c = getState();
            if (c == 0) {
    
    
                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;
        }
    }

用一张图来总结下上面的过程。

公平锁公不公平关键就在与hasQueuedPredecessors是否会出现误判。