Java 锁机制中公平锁与非公平锁在底层排队逻辑上有哪些本质区别

冷漠man

冷漠man

2026-07-31

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本质区别在于线程是否“先看队列再动手”:公平锁强制排队后按序尝试,非公平锁允许新线程跳过队列直接抢占;二者仅在aqs的tryacquire逻辑分支有异,公平版开头校验hasqueuedpredecessors(),非公平版直行cas。

java 锁机制中公平锁与非公平锁在底层排队逻辑上有哪些本质区别

本质区别在于线程是否“先看队列再动手”——公平锁强制排队后按序尝试,非公平锁允许新线程跳过队列、直接抢占。

公平锁:严格守序,入队即锁定顺序

启用公平模式(如 new ReentrantLock(true)new Semaphore(permits, true))后,任何线程调用 lock()acquire() 时,AQS 都会先执行 hasQueuedPredecessors() 判断:只要等待队列中存在更早排队的节点,就立即放弃 CAS 尝试,直接入队。

  • 所有请求线程无一例外进入 CLH 同步队列,按到达时间严格 FIFO 排序
  • 释放锁(unlock()release())时只唤醒队首线程,不跳过任何等待者
  • 即使刚释放锁、state 恢复为可用,新线程也不能绕过队列——它必须排到队尾

非公平锁:先抢后等,抢占失败才排队

默认行为(new ReentrantLock()new Semaphore(permits))下,线程首次尝试获取锁时,会跳过队列检查,直接执行 CAS 修改 state。

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  • 只要当前锁空闲(state == 0 且无人持有),新线程就能立刻成功获取,完全不关心队列里有没有人等着
  • 只有 CAS 失败(state > 0 或已被占用),才转入 AQS 标准流程:入队、挂起、等待唤醒
  • 释放锁后唤醒队首,但此时若有新线程同时发起请求,它仍可再次抢占——造成“后来者居上”

关键差异落在 AQS 的 tryAcquire 实现分支

两种模式共用同一套 AQS 框架,区别仅在 tryAcquireShared(Semaphore)或 tryAcquire(ReentrantLock)的逻辑分叉:

  • 公平版:开头强制校验 !hasQueuedPredecessors(),为 false 就返回失败,不给 CAS 机会
  • 非公平版:省略该判断,直奔 compareAndSetState(0, 1) 或类似操作,抢到了就算数

这个微小的 if 分支,决定了调度是“守序型”还是“机会型”——不是锁本身是否公平,而是许可或锁资源的分配决策是否尊重时间先后。

注意:公平性不等于执行优先级或响应及时性

公平锁只保证请求顺序被尊重,不干预 CPU 调度、不加速 IO、也不缓解业务阻塞。若某线程持锁时间过长,后续所有线程仍需等待;饥饿风险虽低,但超时控制(如 tryLock(long, TimeUnit))、队列长度监控等仍需配套使用。

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