Java多线程学习篇Lock

Posted 2020-10-20 黑.白

Lock 是Java多线程的一个同步机制，用来控制线程对共享资源的访问。线程在执行同步方法或者代码块之前必须先获得一个锁。

Lock 的 lock() 和 unlock() 方法;

　　lock()：获得一个锁，如果锁不可用，则当前线程将因线程调度目的而被禁用，并在获得锁之前处于休眠状态。

　　unlock()：释放掉获得的锁。

Lock的作用范围：

1. 若 Lock 是静态的，则作用范围是整个类。

   

   public class Test {
       public static void main(String[] args) {
           Thread thread_one = new Thread(new Account(), "Thread_ONE");
           Thread thread_two = new Thread(new Account(), "Thread_Tow");
           thread_one.start();
           thread_two.start();
       }
   }
   class Account implements Runnable{
       static Lock lock = new ReentrantLock();  // 静态的Lock
       static int Count = 0;
       @Override
       public void run(){
           runTest();
       }
       public void runTest() {
           lock.lock();
           try{
               for(int i = 0; i < 5; ++i)
               {
                   Count++;
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + Count);
               }
           }
           finally {
               lock.unlock();
           }
       }
   }
   //输出：
   //Thread_ONE 1
   //Thread_ONE 2
   //Thread_ONE 3
   //Thread_ONE 4
   //Thread_ONE 5
   //Thread_Tow 6
   //Thread_Tow 7
   //Thread_Tow 8
   //Thread_Tow 9
   //Thread_Tow 10

   静态的Lock

2. 若 Lock 是非静态的，则范围是整个对象。

   

   import java.util.concurrent.locks.Lock;
   import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
   
   public class Test1 {
       public static void main(String[] args) {
           Thread thread_one = new Thread(new Account(), "Thread_ONE");
           Thread thread_two = new Thread(new Account(), "Thread_Tow");
           thread_one.start();
           thread_two.start();
       }
   }
   class Account implements Runnable{
       Lock lock = new ReentrantLock();  // 非静态的Lock
       static int Count = 0;
       @Override
       public void run(){
           runTest();
       }
       public void runTest() {
           lock.lock();
           try{
               for(int i = 0; i < 5; ++i)
               {
                   Count++;
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + Count);
               }
           }
           finally {
               lock.unlock();
           }
       }
   }
   //输出：
   //Thread_Tow 2
   //Thread_ONE 2
   //Thread_Tow 3
   //Thread_ONE 4
   //Thread_Tow 5
   //Thread_ONE 6
   //Thread_Tow 7
   //Thread_ONE 8
   //Thread_Tow 9
   //Thread_ONE 10

   非静态的Lock

Lock的一个简单的实现

public class Lock{
    
    private boolean isLocked = false;

    public synchronized void lock()throws InterruptedException{
        while(isLocked){ // 使用whlie而不是if
            wait(); // 终止线程并且释放对象的锁，当线程被通知后重新启动，锁就会自动被重新获取
        }
        isLocked = true;
    }
    public synchronized void unlock(){
        isLocked = false;
        notify();//通知一个等待的线程重新获取锁并且恢复执行
    }
}

这里的方法lock()，若当前的锁被其它线程获取而锁住，这调用wait()方法，让线程等待，直到其他线程调用unlock()中的notify()方法而重新启动。这里用的是while而不是if，防止wait()退出后锁还是被其它线程锁住，(比如锁又被其它线程抢走)，(lock() 和 notify()、notifyAll() 是Object对象中的方法)

ReentrantLock 是 Lock接口 的一种实现。

public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable{ }

 

ReentrantLock 具有可重入性。
什么是可可重入性呢？先举个例子。

public class Reentrant2{

    Lock lock = new Lock(); // 这里的Lock用的是上面写的 public class Lock { }

    public outer(){
        lock.lock();
        inner();
        lock.unlock();
    }

    public synchronized inner(){
        lock.lock();
        //do something
        lock.unlock();
    }
}

假设某个线程调用了outer()方法，这时，该线程调用了lock()，获取了锁，然后再调用inner()，但是inner()内再次调用 lock() 获取锁，可是这锁已经被第一次调用而锁上，所以会进入while调用wait()从而导致死锁。
可重入性可以让线程调用自身持有的锁(如果该锁是可重入的)。

改写一下Lock的代码

public class Lock{

    boolean isLocked = false;
    Thread  lockedBy = null;
    int     lockedCount = 0;

    public synchronized void lock()
            throws InterruptedException{
        Thread callingThread = Thread.currentThread();
        while(isLocked && lockedBy != callingThread){  // 若锁被不是自己持有的锁锁住
            wait();
        }
        isLocked = true;
        lockedCount++;
        lockedBy = callingThread;
    }
    
    public synchronized void unlock(){
        if(Thread.curentThread() == this.lockedBy){
            lockedCount--;

            if(lockedCount == 0){
                isLocked = false;
                notify();
            }
        }
    }
  ...
}

while 循环中加了一个判断 lockedBy != callingThread，这样就不会被自己的锁锁住，并且用 lockedCount 计数一下，只有当 lockedCount 为 0 时，才会调用notify()方法。

最后说一点，使用锁的时候最好使用try，以防一些想不到的问题导致锁没有释放。

lock.lock();
try{
  //do critical section code, which may throw exception
} finally {
  lock.unlock();
}

 

参考：http://tutorials.jenkov.com/java-concurrency/locks.html