内容发布更新时间 : 2024/4/28 11:20:57星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

Java并发编程深入学习——Lock锁

Lock锁介绍

在Java 5.0之前，在协调对共享对象的访问时可以使用的机制只有synchronized和volatile。Java 5.0 增加了一种新的机制：ReentrantLock.它并不是一种替代内置加锁的方法，而是当内置加锁机制不适用时，作为一种可选择的高级功能。

Lock接口

Lock接口位于java.util.concurrent.locks包中，它定义了一组抽象的加锁操作。

public interface Lock { //获取锁 void lock();

// 如果当前线程未被中断，则获取锁

void lockInterruptibly() throws InterruptedException; //仅在调用时锁为空闲状态才获取该锁

//如果锁可用，则获取锁，并立即返回值 true。如果锁不可用，则此方法将立即返回值 false boolean tryLock();

//如果锁在给定的等待时间内空闲，并且当前线程未被中断，则获取锁 boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

//释放锁

void unlock();

//返回绑定到此 Lock 实例的新 Condition 实例 Condition newCondition(); }

ReetrantLock 实现了Lock接口，并提供了与synchronized相同的互斥性和内存可见性，在获取ReentrantLock时，有着与进入同步代码块相同的内存语义，在释放ReentrantLock时，同样有着与退出同步代码块相同的内存语义。

lock锁与synchronized锁对比

为什么要创建一种与内置锁如此相似的新加锁机制？在大多数情况下，内置锁都能很好地工作，但在功能上存在一些局限性。

内置锁无法中断一个正在等待获取锁的线程，或者无法在请求获取一个锁时无限地等待下去。

内置锁必须在获取该锁的代码块中释放，这虽然简化了编码工作，并且与异常处理操作实现了很好的交互，但却无法实现非阻塞结构的加锁规则。 所以需要一种更加灵活的加锁机制，lock锁便应运而生。

Lock锁的标准使用形式如下：

Lock lock = new ReentrantLock();

if (lock.tryLock()) {//尝试获取锁 try {

//更新对象状态

//捕获异常，并在必要时恢复不变性条件 } finally {

lock.unlock();//注意要记得释放锁 } } else {

// 获取锁失败执行其他操作 }

如果没有使用finally来释放Lock,那么程序出错时，将很难追踪到最初发生错误的位置，因为没有记录应该释放锁的位置和时间。

这一点也是ReetrantLock不能完全替代synchronized的原因，因为它更加危险，程序并没有自动清除锁的机制，使用起来需要格外小心。

锁的分类

1.可重入锁

当某一个线程请求一个由其他线程持有的锁时，发去请求的线程就会阻塞。由于内置锁可重入特性的存在，如果某个线程视图获得一个已经由它自己持有的锁，那么这个请求却会成功。

如果锁具备可重入性，则称作为可重入锁。.像synchronized和ReentrantLock都是可重入锁，重入性表明了锁的分配机制：基于线程的分配，而不是基于方法调用的分配。

重入锁的实现机制如下：

为每个锁关联一个获取计数值和一个所有者线程。当计数器为0时这个锁被认为没有被任何线程持有。当线程请求一个未被持有的锁时，JVM将记下锁的持有者，并且将获取计数器置为1。如果同一个线程再次获取这个锁，计数器将递增，而当线程退出同步代码块时，计数器会相应地递减。当计数器为0时，这个锁将被释放。

可举个简单的例子，当一个线程执行到某个synchronized方法时，比如说method1，而在method1中会调用另外一个synchronized方法method2，此时线程不必重新去申请锁，而是可以直接执行方法method2。

看下面这段代码就明白了：

class MyClass {

public synchronized void method1() { method2(); }

public synchronized void method2() { } }

上述代码中的两个方法method1和method2都用synchronized修饰了，假如某一时刻，线程A执行到了method1，此时线程A获取了这个对象的锁，而由于method2也是synchronized方法，假如synchronized不具备可重入性，此时线程A需要重新申请锁。但是这就会造成一个问题，因为线程A已经持有了该对象的锁，而又在申请获取该对象的锁，这样就会线程A一直等待永远不会获取到的锁。

而由于synchronized和Lock都具备可重入性，所以不会发生上述现象。

2.可中断锁

可中断锁：顾名思义，就是可以相应中断的锁。

在Java中，synchronized就不是可中断锁，而Lock是可中断锁。

如果某一线程A正在执行锁中的代码，另一线程B正在等待获取该锁，可能由于等待时间过长，线程B不想等待了，想先处理其他事情，我们可以让它中断自己或者在别的线程中中断它，这种就是可中断锁。

下面的例子展示了中断锁的场景。

public class TestLockInterrupt {

private static Lock lock = new ReentrantLock();

public static void main(String[] args) {

final TestLockInterrupt test = new TestLockInterrupt();

Thread ta = new Thread() { @Override

public void run() {

System.out.println(\线程启动了!->准备打印....\