Java 中 ReentrantLock 公平锁怎么通过 hasQueuedPredecessors

老浩小哥_1690

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2026-10-19

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原创

公平锁通过hasqueuedpredecessors()检查队列中是否存在更早等待的线程:若head≠tail且head.next非空且不指向当前线程,则返回true强制排队;仅当无前驱时才尝试cas抢锁,以此保障fifo顺序。

java 中 reentrantlock 公平锁怎么通过 hasqueuedpredecessors

ReentrantLock 的公平锁通过 hasQueuedPredecessors() 判断当前线程是否该“插队”——本质上是检查 AQS 队列中是否存在等待时间更长的线程。

公平锁的核心逻辑:谁先排队,谁先获取

公平锁要求线程按进入同步队列的顺序获取锁。它在尝试获取锁(tryAcquire)时,不是直接抢锁,而是先调用 hasQueuedPredecessors() 做准入检查:如果返回 true,说明有前驱节点(即已有线程在排队且比当前线程更早),当前线程必须排队;只有返回 false 时,才尝试 CAS 抢占锁。

hasQueuedPredecessors() 怎么判断“有没有前辈”

这个方法只做两件事:

Java Maven Common
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  • 检查 AQS 的 head 是否等于 tail:相等说明队列为空(没人在排队),返回 false
  • 否则,取 head.next,判断它是否为 null 或是否指向当前线程:
    – 如果 head.next == null,说明节点刚入队、尚未完成初始化(可能正执行 enq() 中的 CAS),保守起见视为有前驱,返回 true
    – 如果 head.next != null 且 head.next.thread != Thread.currentThread(),说明队首后确实有别的线程,返回 true
    – 否则(即 head.next 就是当前线程),说明自己刚成为队首,可以尝试获取锁,返回 false

为什么不能只看 head.next != null 就认为要排队

因为 AQS 入队是“懒初始化”的:head 节点在第一个线程入队时才被创建,而 tail 更新和 next 指针设置存在微小时间差。比如:

  • 线程 A 入队,新建 node → 设置 tail = node → 还没来得及设 prev 和 head.next
  • 此时 head != tail,但 head.next == null,若忽略此情况,线程 B 可能误判“没人排队”而抢锁,破坏公平性
  • hasQueuedPredecessors() 把这种中间态也视为“存在潜在前驱”,强制后续线程排队,保证顺序语义

公平锁 vs 非公平锁的关键区别就在这里

非公平锁的 tryAcquire 直接尝试 CAS 获取状态,失败后再进队;公平锁则每次获取前必调 hasQueuedPredecessors(),宁可多一次 volatile 读,也要确保不绕过队列头部的线程。这也带来轻微性能开销,但换来了可预测的等待顺序。

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