并发之ReentrantLock

ReentrantLock,谓之重入锁,可完全替代synchronize关键字。虽然JDK6开始对synchronize做了大量的优化(比如采用自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化、偏向锁、轻量级锁等技术来减少锁操作的开销)使得两者性能差距不大,但ReentrantLock还是比之更灵活更强大,对开发人员也更友好。建议除非对简单的代码块加锁,其他情况最好还是用ReentrantLock
1、常规操作
ReentrantLock的两个构造函数源码:

  //两个构造函数,默认为非公平锁,带参构造函数可以传入bool值,true为公平锁
   public ReentrantLock() {
        sync = new NonfairSync();
    }
   public ReentrantLock(boolean fair) {
        sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
    }

我们可以这样调用:

boolean fair = false;
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(fair);
lock.lock();//获取锁
try{
    ...
}finally{
    lock.unlock();//最好在finally块释放锁
}

注:一般情况下,建议使用默认无参构造函数,也就是非公平锁。因为公平锁会由AQS(AbstractQueuedSynchronizer,JUC并发包的核心基础组件)维护一个CLH同步队列,遵循FIFO原则,一定程度上损耗了性能。
2、 限时等待
ReentrantLock为了避免死锁,还提供了tryLock方法,我们可以限时等待资源的申请。示例如下:

public class LockTest implements Runnable{
    private  static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        try{
            if (lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)){
             Thread.sleep(5100);
            }else {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获取锁失败");
            }
        } catch (InterruptedException e) {
               //e.printStackTrace();
        }finally {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "是否持有锁: " 
                                         +lock.isHeldByCurrentThread());
            if(lock.isHeldByCurrentThread()) lock.unlock();
        }
    }
    public static void main(String[] args){
        LockTest lockTest = new LockTest();
        Thread thread_1  = new Thread(lockTest,"thread_1");
        Thread thread_2  = new Thread(lockTest,"thread_2");
        thread_1.start();
        thread_2.start();
    }
}

结果:

thread_2 获取锁失败
thread_2是否持有锁: false
thread_1是否持有锁: true

可以看到,thread_1首先持有锁5100ms,thread_2进行限时5000ms的tryLock,结果获取锁失败,不再继续等待,执行else代码块的内容,这样就可以避免一直等待带来的CPU浪费和可能的死锁。当然,如果thread_1获取锁后执行时间少于5000ms,unlock后thread_2就可以立马获取资源,进行操作了,大家可以自行尝试。
3、 中断响应
ReentrantLock还支持外部中断线程,只需要在获取锁的时候改调lock.lockInterruptibly()方法,这样thread_1就有了响应中断的能力,调用thread_1.interrupt()后,thread_1就会放弃对锁的占有。

无论是哪种获取方式,各有其用途,核心方法为TryAcquire,源码及注释如下:

    //非公平锁的获取
    final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
        //获取当前线程
        final Thread current = Thread.currentThread();
        //获取当前锁同步状态
        int c = getState();
        //state == 0,表示该锁处于空闲状态
        if (c == 0) {
            //获取锁成功,设置为当前线程所有
            if (compareAndSetState(0, acquires)) {
                setExclusiveOwnerThread(current);
                return true;
            }
        }
        //线程重入
        //判断持有锁的线程是否为当前线程
        else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
            int nextc = c + acquires;
            if (nextc < 0) // overflow
                throw new Error("Maximum lock count exceeded");
            setState(nextc);
            return true;
        }
        return false;
    }
   //公平锁的获取
   final boolean tryAcquire(int acquires) {
    ...
   }

我们再看下继承关系:

//都是ReentrantLock的内部类。Sync 继承了AQS,并通过多态实现了公平锁和非公平锁的获取和释放等功能。
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {...}
static final class NonfairSync extends Sync {...}
static final class FairSync extends Sync{...}

4、 Condition
Condition应用比较简单,如下:

public class LockTest implements Runnable{
    private  static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    //获取lock的condition
    private  static  Condition condition = lock.newCondition();
    @Override
    public void run() {
        try{
            lock.lock();
            System.out.println("条件等待~~~");
            condition.await();
            System.out.println("获取信号,继续执行~~~");

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        LockTest lockTest = new LockTest();
        Thread thread_1  = new Thread(lockTest,"thread_1");
        thread_1.start();
        Thread.sleep(2000);
        lock.lock();//thread_1释放锁后,主线程拿到锁
        System.out.println("主线程获取锁");
        condition.signal();//通知thread_1,可以执行了
        System.out.println("主线程准备释放锁...");
        Thread.sleep(2000);
        lock.unlock();//主线程释放锁
        System.out.println("主线程已经释放锁");
    }
}

结果:

条件等待~~~
主线程获取锁
主线程准备释放锁...  //这里会等待2000ms
主线程已经释放锁
获取信号,继续执行~~~

从结果可以看出,condition.await()唤醒的条件除了signal(),还必须重新获取锁才可以。看源码也可以看出来,这里就不贴了。
除了await()signal(),condition还提供了awaitUninterruptibliy()awaitUntil(Date deadline)等方法。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,189评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,577评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,857评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,703评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,705评论 5 366
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,620评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,995评论 3 396
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,656评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,898评论 1 298
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,639评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,720评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,395评论 4 319
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,982评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,953评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,195评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,907评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,472评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容