非公平锁实现原理

一、加锁流程

在ReentrantLock类中，默认的构造方法就是构造非公平锁。

    public ReentrantLock() {
        sync = new NonfairSync();
    }

NonfairSync继承自AQS

没有竞争时（只有一个线程）

在只有一个线程时，state调用cas将0变为1，Owner由Thread-1占有。

当第一个竞争出现时，线程二也会尝试调用cas将state位改为1，但是因为已经有线程的存在，所以cas失败

此时进入tryAcquire逻辑

    public final void acquire(int arg) {
        if (!tryAcquire(arg) &&
            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
            selfInterrupt();
    }

 这个方法会在此进行尝试改变state状态，但是仍然失败

接下来进入addWaiter逻辑，构造Node队列。

1、其中Node的创建是懒惰的，也就是说，只有当出现竞争线程出现时才会创建Node。

2、第一个Node称为哑元，不包含任何线程，起到占位的作用

当前线程进入 acquireQueued 逻辑

1、会在一个死循环中不断尝试获得锁,失败后进入 park 阻塞
2、如果自己是紧邻着 head (排第二位),那么再次 tryAcquire 尝试获取锁,当 然这时 state 仍为1,失败 
3、进入 shouldParkAfterFailedAcquire 逻辑,将前驱 node ,即 head 的 waitStatus 改为-1,这次返回 false

4. shouldParkAfterFailedAcquire 执行完毕回到 acquireQueued ,再次 tryAcquire 尝试获取锁,当然这时 state 仍为1,失败
5.当再次进入 shouldParkAfterFailedAcquire 时,这时因为其前驱 node 的 waitStatus 已经是-1,这次返回 true 
6.进入 parkAndCheckInterrupt , Thread  park 

再次有多个线程经历上述过程竞争失败，Node队列建立。

总结：

刚才我们上述讲到的是当有多个线程出现竞争时，非公平锁的处理方式，非常复杂，源码也很多，我们来总结一下。

1、当仅有一个线程时，不会出现竞争状况，此时的线程owner归该线程所有，等待队列为空。

2、当出现另一个线程竞争同一把锁时，会首先尝试获得该锁（tryAcquire），失败后进入创建队列的准备。每个线程都会有一个waitStatus状态，用来表示该线程的等待状态（0，表示正常，即还没有park，-1表示已经park了），也就是说，刚刚进入创建队列时，线程的状态并不是park，所以它还会继续尝试获得该对象锁。

3、当又一次尝试失败时，会判断前一个线程的waitStatus是否为-1，也就是判断前一个线程是否已经park，如果是，则该线程park，如果不是，则将前一个线程改为park，该线程继续尝试获得锁，直到该线程park

4、重复多次，队列建成。

二、解锁流程

当Owner线程释放锁时，Owner处置位null，同时state置位0。

此时队列并不为空，非公平锁会选择离head最近的线程去尝试获得该锁。

但此时，如果又有另一线程加入竞争（并不在队列中），由于非公平锁此时的竞争是随机性的，所以如果新加入的线程获得该锁，则队列中的线程又需要继续等待。而竞争失败的线程则又需要重新加入队列的末尾。

总结：

非公平锁的非公平指的是队列中和非队列中的线程的非公平竞争，也就是说，在队列中的线程对于锁来说是公平的。