Java高级特性系列--锁机制

Lock与ReentrantLock

尽管synchronized在语法上已经足够简单了，在JDK 5之前只能借助此实现，但是由于是独占锁，性能却不高，因此JDK 5以后就开始借助于JNI来完成更高级的锁实现。JDK 5中的锁是接口java.util.concurrent.locks.Lock。另外java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock提供了一对可供读写并发的锁。根据前面的规则，我们从java.util.concurrent.locks.Lock的API开始。

void lock();

获取锁。如果锁不可用，出于线程调度目的，将禁用当前线程，并且在获得锁之前，该线程将一直处于休眠状态。

void lockInterruptibly() throws InterruptedException;

如果当前线程未被中断，则获取锁。

如果锁可用，则获取锁，并立即返回。

如果锁不可用，出于线程调度目的，将禁用当前线程，并且在发生以下两种情况之一以前，该线程将一直处于休眠状态：

• 锁由当前线程获得；或者
• 其他某个线程中断当前线程，并且支持对锁获取的中断。

如果当前线程：在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态；或者在获取锁时被中断，并且支持对锁获取的中断，则将抛出 InterruptedException，并清除当前线程的已中断状态。

Condition newCondition();

返回绑定到此 Lock 实例的新 Condition 实例。下一小节中会重点谈Condition，此处不做过多的介绍。

boolean tryLock();

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。通常对于那些不是必须获取锁的操作可能有用。

boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

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。

如果锁可用，则此方法将立即返回值 true。如果锁不可用，出于线程调度目的，将禁用当前线程，并且在发生以下三种情况之一前，该线程将一直处于休眠状态：

• 锁由当前线程获得；或者
• 其他某个线程中断当前线程，并且支持对锁获取的中断；或者
• 已超过指定的等待时间

如果获得了锁，则返回值 true。

如果当前线程：在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态；或者在获取锁时被中断，并且支持对锁获取的中断，则将抛出 InterruptedException，并会清除当前线程的已中断状态。

如果超过了指定的等待时间，则将返回值 false。如果 time 小于等于 0，该方法将完全不等待。

void unlock();

释放锁。对应于lock()、tryLock()、tryLock(xx)、lockInterruptibly()等操作，如果成功的话应该对应着一个unlock()，这样可以避免死锁或者资源浪费。

示例如下：

public class AtomicIntegerWithLock {

    private int value;
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    public AtomicIntegerWithLock() {
        super();
    }

    public AtomicIntegerWithLock(int value) {
        this.value = value;
    }
    public final int getAndSet(int newValue) {
        lock.lock();
        try {
            int ret = value;
            value = newValue;
            return ret;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
        lock.lock();
        try {
            if (value == expect) {
                value = update;
                return true;
            }
            return false;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public final int getAndIncrement() {
        lock.lock();
        try {
            return value++;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

理论上说Lock的性能比synchronized的要好得多。如果可以的话总是使用Lock替代synchronized是一个明智的选择。但是，随着JVM的发展和优化，synchronized与Lock几乎没有差别了。