三歪:淦,已经熬到了第8面了
三歪:上次已经透露要问lock锁了,嘿嘿,这几天我又学会了不少
三歪:问lock锁肯定会讲AQS的
三歪:有一说一,这面试官问的题目还是可以的
三歪:当然了,我答得也还行
三歪:面试官你好,请问面试可以开始了吗?
面试官:嗯,开始了。
面试官:今天我们来聊聊lock锁吧?
三歪:嗯嗯嗯,没问题
面试官:先问点简单的吧,刚睡醒,还是有点困的。
三歪:刚睡醒来面我干嘛?你就这态度?
面试官:哈?你刚说了什么?
三歪:没事,我没说话…
面试官:你知道什么叫做公平和非公平锁吗
三歪:公平锁指的就是:在竞争环境下,先到临界区的线程比后到的线程一定更快地获取得到锁
三歪:那非公平就很好理解了:先到临界区的线程未必比后到的线程更快地获取得到锁
面试官:如果让你实现的话,你怎么实现公平和非公平锁?
三歪:公平锁可以把竞争的线程放在一个先进先出的队列上
三歪:只要持有锁的线程执行完了,唤醒队列的下一个线程去获取锁就好了
三歪:非公平锁的概念上面已经提到了:后到的线程可能比前到临界区的线程获取得到锁
三歪:那实现也很简单,线程先尝试能不能获取得到锁,如果获取得到锁了就执行同步代码了
三歪:如果获取不到锁,那就再把这个线程放到队列呗
三歪:所以公平和非公平的区别就是:线程执行同步代码块时,是否会去尝试获取锁。
三歪:如果会尝试获取锁,那就是非公平的。如果不会尝试获取锁,直接进队列,再等待唤醒,那就是公平的。
面试官:为什么要进队列呢?线程一直尝试获取锁不就行了么?
三歪:一直尝试获取锁,专业点就叫做自旋,需要耗费资源的。
三歪:多个线程一直在自旋,而且大多数都是竞争失败的,哪有人会这样实现的
三歪:不会吧,不会吧,你不会就是这样实现的吧
面试官:我就问问…
面试官:那上次面试所问的synchronized锁是公平的还是非公平的?
三歪:非公平的。
三歪:偏向锁很好理解,如果当前线程ID与markword存储的不相等,则CAS尝试更换线程ID,CAS成功就获取得到锁了
三歪:CAS失败则升级为轻量级锁
三歪:轻量级锁实际上也是通过CAS来抢占锁资源(只不过多了拷贝Mark Word到Lock Record的过程)
三歪:抢占成功到锁就归属给该线程了,但自旋失败一定次数后升级重量级锁
三歪:重量级锁通过monitor对象中的队列存储线程,但线程进入队列前,还是会先尝试获取得到锁,如果能获取不到才进入线程等待队列中
三歪:综上所述,synchronized无论处理哪种锁,都是先尝试获取,获取不到才升级|| 放到队列上的,所以是非公平的
面试官:嗯,讲得挺仔细的。AQS你了解吗?
三歪:嗯嗯,AQS全称叫做AbstractQueuedSynchronizer
三歪:是可以给我们实现锁的一个「框架」,内部实现的关键就是维护了一个先进先出的队列以及state状态变量
三歪:先进先出队列存储的载体叫做Node节点,该节点标识着当前的状态值、是独占还是共享模式以及它的前驱和后继节点等等信息
三歪:简单理解就是:AQS定义了模板,具体实现由各个子类完成。
三歪:总体的流程可以总结为:会把需要等待的线程以Node的形式放到这个先进先出的队列上,state变量则表示为当前锁的状态。
三歪:像ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、CountDownLatch、Semaphore这些常用的实现类都是基于AQS实现的
三歪:AQS支持两种模式:独占(锁只会被一个线程独占)和共享(多个线程可同时执行)
面试官:你以ReentrantLock来讲讲加锁和解锁的过程呗
三歪:以非公平锁为了,我们在外界调用lock方法的时候,源码是这样实现的
三歪:1):CAS尝试获取锁,获取成功则可以执行同步代码
三歪:2):CAS获取失败,则调用acquire方法,acquire方法实际上就是AQS的模板方法
三歪:3):acquire首先会调用子类的tryAcquire方法(又回到了ReentrantLock中)
三歪:4):tryAcquire方法实际上会判断当前的state是否等于0,等于0说明没有线程持有锁,则又尝试CAS直接获取锁
三歪:5):如果CAS获取成功,则可以执行同步代码
三歪:6):如果CAS获取失败,那判断当前线程是否就持有锁,如果是持有的锁,那更新state的值,获取得到锁(这里其实就是处理可重入的逻辑)
三歪:7):CAS失败&&非重入的情况,则回到tryAcquire方法执行「入队列」的操作
三歪:8):将节点入队列之后,会判断「前驱节点」是不是头节点,如果是头结点又会用CAS尝试获取锁
三歪:9):如果是「前驱节点」是头节点并获取得到锁,则把当前节点设置为头结点,并且将前驱节点置空(实际上就是原有的头节点已经释放锁了)
三歪:10):没获取得到锁,则判断前驱节点的状态是否为SIGNAL,如果不是,则找到合法的前驱节点,并使用CAS将状态设置为SIGNAL
三歪:11):最后调用park将当前线程挂起
面试官:你说了一大堆,麻烦使用压缩算法压缩下加锁的过程。
三歪:压缩后:当线程CAS获取锁失败,将当前线程入队列,把前驱节点状态设置为SIGNAL状态,并将自己挂起。
面试官:为什么要设置前驱节点为SIGNAL状态,有啥用?
三歪:其实就是表示后继节点需要被唤醒
三歪:我先把解锁的过程说下吧
三歪:1):外界调用unlock方法时,实际上会调用AQS的release方法,而release方法会调用子类tryRelease方法(又回到了ReentrantLock中)
三歪:2):tryRelease会把state一直减(锁重入可使state>1),直至到0,当前线程说明已经把锁释放了
三歪:3):随后从队尾往前找节点状态需要 < 0,并离头节点最近的节点进行唤醒
三歪:唤醒之后,被唤醒的线程则尝试使用CAS获取锁,假设获取锁得到则把头节点给干掉,把自己设置为头节点
三歪:解锁的逻辑非常简单哈,把state置0,唤醒头结点下一个合法的节点,被唤醒的节点线程自然就会去获取锁
三歪:回到上一个问题,为什么要设置前驱节点为SIGNAL状态
三歪:其实归终结底就是为了判断节点的状态,去做些处理。
三歪:Node 中节点的状态有4种,分别是:CANCELLED(1)、SIGNAL(-1)、CONDITION(-2)、PROPAGATE(-3)和0
三歪:在ReentrantLock解锁的时候,会判断节点的状态是否小于0,小于等于0才说明需要被唤醒
三歪:另外一提的是:公平锁的实现与非公平锁是很像的,只不过在获取锁时不会直接尝试使用CAS来获取锁。
三歪:只有当队列没节点并且state为0时才会去获取锁,不然都会把当前线程放到队列中
面试官:嗯,了解了。
面试官:我发现你这是真能吹啊,我就问了点,你就巴拉巴拉在讲
面试官:导致我面一次,就问了这么点知识
面试官:装逼?下次问你线程池,答不出来就把你挂了
面试官:最后画个流程图吧,你画好了,他们会给你点赞和转发的
三歪:真的假的?