公平锁和非公平锁在Java中的应用
在Java中，锁是一种用于控制多个线程对共享资源进行访问的机制。公平锁和非公平锁是锁的两种实现方式，它们的区别在于线程获取锁的顺序是否按照请求锁的顺序来进行。
公平锁
公平锁是一种按照线程请求锁的顺序来获取锁的机制。当一个线程请求锁时，如果此时锁已被其他线程占用，该线程会进入等待队列，并在队列中等待其他线程释放锁。公平锁的实现可以保证线程获取锁的顺序遵循先来后到的原则。
在Java中，ReentrantLock类提供了公平锁的实现。下面是一个使用公平锁的示例代码：
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class FairLockExample {
private static ReentrantLock fairLock = new ReentrantLock(true); // 使用公平锁
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
Thread thread = new Thread(() -> {
fairLock.lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquired the lock");
} finally {
fairLock.unlock();
}
});
thread.start();
}
}
}
非公平锁
非公平锁是一种获取锁的机制，它不考虑线程请求锁的顺序，而是尽可能快地分配锁给等待的线程。当一个线程请求锁时，如果此时锁已被其他线程占用，该线程会直接尝试获取锁，而不会进入等待队列。
在Java中，ReentrantLock类也提供了非公平锁的实现。下面是一个使用非公平锁的示例代码：
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class UnfairLockExample {
private static ReentrantLock unfairLock = new ReentrantLock(false); // 使用非公平锁
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
Thread thread = new Thread(() -> {
unfairLock.lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquired the lock");
} finally {
unfairLock.unlock();
}
});
thread.start();
}
}
}
公平锁和非公平锁的比较
下表对比了公平锁和非公平锁的主要特点：
| 特点 | 公平锁 | 非公平锁 |
|---|---|---|
| 获取锁顺序 | 按照请求锁的顺序 | 不考虑请求锁的顺序 |
| 等待队列 | 有等待队列 | 无等待队列 |
| 公平性 | 保证线程获取锁的公平性 | 不保证线程获取锁的公平性 |
状态图
下面是公平锁和非公平锁的状态图：
stateDiagram
[*] --> Unlocked
Unlocked --> Locked: lock()
Locked --> Unlocked: unlock()
Locked --> Locked: lock()
Unlocked --> Unlocked: unlock()
综上所述，公平锁和非公平锁在Java中的应用有着不同的特点。在实际开发中，可以根据具体情况选择使用公平锁或非公平锁，以提高程序的效率和性能。
