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解锁后的Java线程执行顺序

javamultithreadinglockingmonitor
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假设我有2个线程t1和t2，还有一个锁对象m。线程t1处于无限循环状态，在每次迭代中，它会获取m上的锁，执行一些工作，解锁m并立即重新开始。在一个迭代期间，t2请求对m的锁定，但被t1阻塞并等待。现在，当t1解锁m时，是否保证t2将获得下一个m的锁？或者t1可以在下一次迭代中悄悄超过它？
通常情况下，是否设置了等待线程的队列？如果t1拥有锁，并且所有其余想要该锁的线程按以下顺序被阻塞：t2，t3，...，那么剩余的线程会按照它们被阻塞的顺序继续执行（例如，t2运行，然后是t3等）？
（我简要查阅了Java规范，但没能找到答案。如果有，请告诉我，我会再仔细阅读。）
谢谢！（第一篇SO帖子，哇哦！）
好的，所以“公平性”是我要寻找的概念。回顾一下（如果我说错了请纠正）：synchronized语句是不公平的，其中“公平”是通过以下方式定义的（来自此处）：“公平锁是指线程按照请求锁的顺序获得锁。” - heycosmo
4个回答
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是的，有一个队列，而且这个队列可能是公平的或不公平的。公平的队列更昂贵，不公平的队列速度更快（谁赢得CAS就赢得了锁）。 详细信息请查看java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer。
剩余的线程将按照阻塞时的顺序继续执行吗（例如，t2运行，然后是t3，等等）？
主要问题在于它们是同时并发执行的，你不能真正定义在同一时间执行的两个事件的顺序。但是对于公平的锁（不建议使用，因为会增加额外的成本），任何成功排队等待锁的线程最终都会获得锁。
获取锁的竞争与获取已释放锁的竞争无关。 - heycosmo
@heycosmo，解锁后解除阻塞的代码位于AbstractQueuedSynchronizer.unparkSuccessor中；虽然线程被保留在队列中，但解除阻塞的线程并不能确切地获得锁定。要解除阻塞的线程保存在后继节点中，通常只是下一个节点。但如果已取消或显然为空，则从尾部向后遍历以找到实际未取消的后继节点。打开类并阅读描述如何工作，其中包括从等待队列节点类开始的信号演示。 - bestsss
除非明确指定，否则即使线程已被唤醒，它仍必须与试图获取锁的其他线程竞争（即使某些阻塞线程经历了间歇性的唤醒，也可以参与）。在锁被释放并唤醒下一个继承者线程的短暂时刻，锁才能被获取。 - bestsss
@heycosmo，你是指使用synchronized关键字的那个吗？它们确实使用了（至少在hotspot中）类似的策略，但还有更多，包括偏向锁定，使得当锁未争用时，synchronized(xxx)非常便宜（只需几个CPU时钟，仅需加载/比较）。Java本地锁（hotspot / azul，假设JVM供应商的其余部分也是如此）不是使用本机代码实现的，而是在C中使用类似的算法。 - bestsss
@heycosmo，我想我被“unlock”和“freed lock”这两个词所误导了，Java中它们被称为“monitors”，并且它们的命令是monitorEnter/monitorExit（基本上就是synchronized发生的事情）。 - bestsss
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不，没有这样的保证。你可以建议Java使用可重入锁对象实现公平性, 但这只是一种建议而不能保证任何顺序。

通常情况下，你不能保证这样的顺序（除非有显式同步来实现它），因为t2在获取线程之前可能已经被中断，而且由操作系统决定哪个线程被恢复。

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对于大多数情况，没有保证。您会注意到一些java.util.concurrent抽象提供了“公平锁”的选项 - 这更或多或少地保证每个等待锁的线程最终都会被调用（而不是特定的顺序）。没有公平性，就没有保证。另一方面，公平性非常昂贵。（请参见Java Concurrency In Practice的一些基准测试），通常，概率可能性已经足够好了。

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您可以使用公平的信号量来保证顺序。标准内置的Java锁/监视器不是公平的，不能以公平的方式排队订单。

Semaphore sem = new Semaphore(1, true);

//usage:
sem.acquire();
try {
  //holding a lock
  //of course both threads share the same semaphore
} finally {
  sem.release();
}

理论上，使用锁定机制后，T1 可以在释放锁之后的下一次迭代中再次获取锁，尽管此时 T2 已经等待它了。这种情况不太可能发生，但是仍有可能。

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当使用公平选项创建时，ReentrantLock和Semaphore的代码实际上是相同的。您可以查看java.util.concurrent.Semaphore.FairSync和java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.FairSync。 - bestsss
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