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  • java并发之Lock

    从Java 5之后。在java.util.concurrent.locks包下提供了第二种方式来实现同步訪问。那就是Lock。

    　1.Lock

    　　首先要说明的就是Lock，通过查看Lock的源代码可知，Lock是一个接口：

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    public interface Lock {
        void lock();
        void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
        boolean tryLock();
        boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
        void unlock();
        Condition newCondition();
    }

     　　以下来逐个讲述Lock接口中每一个方法的使用，lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)和lockInterruptibly()是用来获取锁的。unLock()方法是用来释放锁的。

    newCondition()这种方法暂且不在此讲述，会在后面的线程协作一文中讲述。

    　　在Lock中声明了四个方法来获取锁，那么这四个方法有何差别呢？

    　　首先lock()方法是寻常使用得最多的一个方法，就是用来获取锁。假设锁已被其它线程获取，则进行等待。

    　　因为在前面讲到假设採用Lock，必须主动去释放锁。而且在发生异常时。不会自己主动释放锁。因此一般来说。使用Lock必须在try{}catch{}块中进行，而且将释放锁的操作放在finally块中进行。以保证锁一定被被释放。防止死锁的发生。

    通常使用Lock来进行同步的话，是以以下这样的形式去使用的：

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    Lock lock = ...;
    lock.lock();
    try{
        //处理任务
    }catch(Exception ex){
         
    }finally{
        lock.unlock();   //释放锁
    }

    　　tryLock()方法是有返回值的，它表示用来尝试获取锁，假设获取成功，则返回true，假设获取失败（即锁已被其它线程获取）。则返回false，也就说这种方法不管怎样都会马上返回。在拿不到锁时不会一直在那等待。

    　　tryLock(long time, TimeUnit unit)方法和tryLock()方法是类似的，仅仅只是差别在于这种方法在拿不到锁时会等待一定的时间。在时间期限之内假设还拿不到锁。就返回false。

    假设假设一開始拿到锁或者在等待期间内拿到了锁。则返回true。

    　　所以，普通情况下通过tryLock来获取锁时是这样使用的：

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    Lock lock = ...;
    if(lock.tryLock()) {
         try{
             //处理任务
         }catch(Exception ex){
             
         }finally{
             lock.unlock();   //释放锁
         } 
    }else {
        //假设不能获取锁，则直接做其它事情
    }

     　　lockInterruptibly()方法比較特殊，当通过这种方法去获取锁时。假设线程正在等待获取锁，则这个线程可以响应中断，即中断线程的等待状态。

    也就使说，当两个线程同一时候通过lock.lockInterruptibly()想获取某个锁时，假若此时线程A获取到了锁。而线程B仅仅有在等待。那么对线程B调用threadB.interrupt()方法可以中断线程B的等待过程。

    　　因为lockInterruptibly()的声明中抛出了异常。所以lock.lockInterruptibly()必须放在try块中或者在调用lockInterruptibly()的方法外声明抛出InterruptedException。

    　　因此lockInterruptibly()一般的使用形式例如以下：

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    public void method() throws InterruptedException {
        lock.lockInterruptibly();
        try {  
         //.....
        }
        finally {
            lock.unlock();
        }  
    }

    　　注意，当一个线程获取了锁之后，是不会被interrupt()方法中断的。由于本身在前面的文章中讲过单独调用interrupt()方法不能中断正在执行过程中的线程，仅仅能中断堵塞过程中的线程。

    　　因此当通过lockInterruptibly()方法获取某个锁时。假设不能获取到，仅仅有进行等待的情况下，是能够响应中断的。

    　　而用synchronized修饰的话。当一个线程处于等待某个锁的状态。是无法被中断的，仅仅有一直等待下去。

    　　2.ReentrantLock

    　　ReentrantLock，意思是“可重入锁”，关于可重入锁的概念在下一节讲述。

    ReentrantLock是唯一实现了Lock接口的类，而且ReentrantLock提供了很多其它的方法。以下通过一些实例看详细看一下怎样使用ReentrantLock。

    　　样例1。lock()的正确用法

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    public class Test {
        private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
        public static void main(String[] args)  {
            final Test test = new Test();
             
            new Thread(){
                public void run() {
                    test.insert(Thread.currentThread());
                };
            }.start();
             
            new Thread(){
                public void run() {
                    test.insert(Thread.currentThread());
                };
            }.start();
        }  
         
        public void insert(Thread thread) {
            Lock lock = new ReentrantLock();    //注意这个地方
            lock.lock();
            try {
                System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
                for(int i=0;i<5;i++) {
                    arrayList.add(i);
                }
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
            }finally {
                System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
                lock.unlock();
            }
        }
    }

     　　各位朋友先想一下这段代码的输出结果是什么？

    Thread-0得到了锁
Thread-1得到了锁
Thread-0释放了锁
Thread-1释放了锁

    　　或许有朋友会问。怎么会输出这个结果？第二个线程怎么会在第一个线程释放锁之前得到了锁？原因在于。在insert方法中的lock变量是局部变量。每一个线程运行该方法时都会保存一个副本，那么理所当然每一个线程运行到lock.lock()处获取的是不同的锁。所以就不会发生冲突。

    　　知道了原因改起来就比較easy了，仅仅须要将lock声明为类的属性就可以。

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    public class Test {
        private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
        private Lock lock = new ReentrantLock();    //注意这个地方
        public static void main(String[] args)  {
            final Test test = new Test();
             
            new Thread(){
                public void run() {
                    test.insert(Thread.currentThread());
                };
            }.start();
             
            new Thread(){
                public void run() {
                    test.insert(Thread.currentThread());
                };
            }.start();
        }  
         
        public void insert(Thread thread) {
            lock.lock();
            try {
                System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
                for(int i=0;i<5;i++) {
                    arrayList.add(i);
                }
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
            }finally {
                System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
                lock.unlock();
            }
        }
    }

     　　这样就是正确地使用Lock的方法了。

    　　样例2。tryLock()的用法

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    public class Test {
        private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
        private Lock lock = new ReentrantLock();    //注意这个地方
        public static void main(String[] args)  {
            final Test test = new Test();
             
            new Thread(){
                public void run() {
                    test.insert(Thread.currentThread());
                };
            }.start();
             
            new Thread(){
                public void run() {
                    test.insert(Thread.currentThread());
                };
            }.start();
        }  
         
        public void insert(Thread thread) {
            if(lock.tryLock()) {
                try {
                    System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
                    for(int i=0;i<5;i++) {
                        arrayList.add(i);
                    }
                } catch (Exception e) {
                    // TODO: handle exception
                }finally {
                    System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
                    lock.unlock();
                }
            } else {
                System.out.println(thread.getName()+"获取锁失败");
            }
        }
    }

     　　输出结果：

    Thread-0得到了锁
Thread-1获取锁失败
Thread-0释放了锁

    　　样例3，lockInterruptibly()响应中断的用法：

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    public class Test {
        private Lock lock = new ReentrantLock();   
        public static void main(String[] args)  {
            Test test = new Test();
            MyThread thread1 = new MyThread(test);
            MyThread thread2 = new MyThread(test);
            thread1.start();
            thread2.start();
             
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            thread2.interrupt();
        }  
         
        public void insert(Thread thread) throws InterruptedException{
            lock.lockInterruptibly();   //注意，假设须要正确中断等待锁的线程，必须将获取锁放在外面。然后将InterruptedException抛出
            try {  
                System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
                long startTime = System.currentTimeMillis();
                for(    ;     ;) {
                    if(System.currentTimeMillis() - startTime >= Integer.MAX_VALUE)
                        break;
                    //插入数据
                }
            }
            finally {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"运行finally");
                lock.unlock();
                System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
            }  
        }
    }
     
    class MyThread extends Thread {
        private Test test = null;
        public MyThread(Test test) {
            this.test = test;
        }
        @Override
        public void run() {
             
            try {
                test.insert(Thread.currentThread());
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被中断");
            }
        }
    }

    　　执行之后。发现thread2可以被正确中断。

    　　3.ReadWriteLock

    　　ReadWriteLock也是一个接口。在它里面仅仅定义了两个方法：

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    public interface ReadWriteLock {
        /**
         * Returns the lock used for reading.
         *
         * @return the lock used for reading.
         */
        Lock readLock();
     
        /**
         * Returns the lock used for writing.
         *
         * @return the lock used for writing.
         */
        Lock writeLock();
    }

     　　一个用来获取读锁。一个用来获取写锁。

    也就是说将文件的读写操作分开，分成2个锁来分配给线程，从而使得多个线程能够同一时候进行读操作。

    以下的ReentrantReadWriteLock实现了ReadWriteLock接口。

    　　4.ReentrantReadWriteLock

    　　ReentrantReadWriteLock里面提供了非常多丰富的方法，只是最基本的有两个方法：readLock()和writeLock()用来获取读锁和写锁。

    　　以下通过几个样例来看一下ReentrantReadWriteLock详细使用方法。

    　　假如有多个线程要同一时候进行读操作的话。先看一下synchronized达到的效果：

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    public class Test {
        private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
         
        public static void main(String[] args)  {
            final Test test = new Test();
             
            new Thread(){
                public void run() {
                    test.get(Thread.currentThread());
                };
            }.start();
             
            new Thread(){
                public void run() {
                    test.get(Thread.currentThread());
                };
            }.start();
             
        }  
         
        public synchronized void get(Thread thread) {
            long start = System.currentTimeMillis();
            while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {
                System.out.println(thread.getName()+"正在进行读操作");
            }
            System.out.println(thread.getName()+"读操作完成");
        }
    }

     　　这段程序的输出结果会是，直到thread1运行完读操作之后，才会打印thread2运行读操作的信息。

    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0读操作完成
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1读操作完成

    　　而改成用读写锁的话：

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    public class Test {
        private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
         
        public static void main(String[] args)  {
            final Test test = new Test();
             
            new Thread(){
                public void run() {
                    test.get(Thread.currentThread());
                };
            }.start();
             
            new Thread(){
                public void run() {
                    test.get(Thread.currentThread());
                };
            }.start();
             
        }  
         
        public void get(Thread thread) {
            rwl.readLock().lock();
            try {
                long start = System.currentTimeMillis();
                 
                while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {
                    System.out.println(thread.getName()+"正在进行读操作");
                }
                System.out.println(thread.getName()+"读操作完成");
            } finally {
                rwl.readLock().unlock();
            }
        }
    }

     　　此时打印的结果为：

    复制代码
    Thread-0正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-0正在进行读操作
Thread-1正在进行读操作
Thread-0读操作完成
Thread-1读操作完成
    复制代码

    　　说明thread1和thread2在同一时候进行读操作。

    　　这样就大大提升了读操作的效率。

    　　只是要注意的是。假设有一个线程已经占用了读锁，则此时其它线程假设要申请写锁。则申请写锁的线程会一直等待释放读锁。

    　　假设有一个线程已经占用了写锁，则此时其它线程假设申请写锁或者读锁。则申请的线程会一直等待释放写锁。

    　　关于ReentrantReadWriteLock类中的其它方法感兴趣的朋友能够自行查阅API文档

    參考：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3923167.html
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  • 原文地址：https://www.cnblogs.com/wgwyanfs/p/7366876.html
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