我理解的CLH

學而時習之，不亦說乎！

                             --《論語》

原創，轉載請附原文鏈接，謝謝。

CLH

思路

• 保持時序的鎖基本思路就是將等待獲取鎖的線程放入集合，鎖釋放后，等待線程之一獲取到鎖。

問題

• 如何排隊？

  • CLH使用反向鏈表的形式進行排隊。也就是后繼節點主動詢問，而不是前繼節點主動通知。

• 排隊是否公平？

  • CLH是公平鎖。即后申請獲取鎖的排在隊列末尾。

• 如何喚醒？

  • CLH通過每個線程自旋。每個等待線程通過不斷自旋前繼節點狀態判斷是否能獲取到鎖。

實現

• CLH排隊使用公平方式，鎖內部需要保存【尾節點】的引用，每次排隊線程加入到隊列最末尾。
• CLH鎖使用反向鏈表方式進行排隊，那么每個線程就需要維護【自己的狀態】和保持一個【前向節點的引用】。
• CLH使用一個【boolean值】表示當前線程獲取鎖狀態。false表示當前線程釋放鎖；true表示當前線程等待獲取鎖或已經獲取到鎖。

代碼

Lock.java

 

 

 

xxxxxxxxxx

 

 

 

 

package com.zby.clh;

​

public interface Lock {

​

    void lock();

​

    void unlock();

}

​

 

 

CLHLock.java

 

 

 

xxxxxxxxxx

 

 

 

 

package com.zby.clh;

​

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

​

public class CLHLock implements Lock {

​

    private final AtomicReference<QNode> tail;

    private final ThreadLocal<QNode> myPred;

    private final ThreadLocal<QNode> myNode;

​

    public CLHLock() {

        tail = new AtomicReference<QNode>(new QNode());

        myNode = new ThreadLocal<QNode>() {

            @Override

            protected QNode initialValue() {

                return new QNode();

            }

        };

        myPred = new ThreadLocal<QNode>() {

            @Override

            protected QNode initialValue() {

                return null;

            }

        };

    }

​

    @Override

    public void lock() {

        QNode qnode = myNode.get();

        qnode.locked = true;

        QNode pred = tail.getAndSet(qnode);

        myPred.set(pred);

        while (pred.locked) {

        }

    }

​

    @Override

    public void unlock() {

        QNode qnode = myNode.get();

        qnode.locked = false;

        // myNode.set(myPred.get());這一行是否有必要？？？

    }

​

    private static class QNode {

        public volatile boolean locked;

    }

}

​

 

 

測試

 

 

 

xxxxxxxxxx

 

 

 

 

package com.zby.clh;

​

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

​

public class CLHMain {

    private Lock lock = new CLHLock();

​

    public void say(String msg) {

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ： 嘗試獲取鎖");

        lock.lock();

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ： 獲取到鎖");

        try {

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + msg + "?");

            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + msg + "!");

            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + msg + ".");

            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

        } catch (Exception e) {

            e.printStackTrace();

        } finally {

            lock.unlock();

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ： 釋放鎖");

        }

    }

​

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        String msg = "Hello,World";

        CLHMain clhMain = new CLHMain();

        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

        for (int i = 0; i < 5; i++) {

            executorService.submit(new Runnable() {

​

                @Override

                public void run() {

                    clhMain.say(msg);

​

                }

            });

        }

        executorService.awaitTermination(20, TimeUnit.SECONDS);

    }

​

}

​

 

 

結果

 

 

 

xxxxxxxxxx

 

 

 

 

pool-1-thread-1 ： 嘗試獲取鎖

pool-1-thread-2 ： 嘗試獲取鎖

pool-1-thread-1 ： 獲取到鎖

pool-1-thread-1Hello,World?

pool-1-thread-3 ： 嘗試獲取鎖

pool-1-thread-4 ： 嘗試獲取鎖

pool-1-thread-5 ： 嘗試獲取鎖

pool-1-thread-1Hello,World!

pool-1-thread-1Hello,World.

pool-1-thread-1 ： 釋放鎖

pool-1-thread-2 ： 獲取到鎖

pool-1-thread-2Hello,World?

pool-1-thread-2Hello,World!

pool-1-thread-2Hello,World.

pool-1-thread-2 ： 釋放鎖

pool-1-thread-3 ： 獲取到鎖

pool-1-thread-3Hello,World?

pool-1-thread-3Hello,World!

pool-1-thread-3Hello,World.

pool-1-thread-3 ： 釋放鎖

pool-1-thread-4 ： 獲取到鎖

pool-1-thread-4Hello,World?

pool-1-thread-4Hello,World!

pool-1-thread-4Hello,World.

pool-1-thread-4 ： 釋放鎖

pool-1-thread-5 ： 獲取到鎖

pool-1-thread-5Hello,World?

pool-1-thread-5Hello,World!

pool-1-thread-5Hello,World.

pool-1-thread-5 ： 釋放鎖

​