可重入互斥锁ReentrantLock

Posted 2021-04-24 jdkSpring

ReentrantLock是Java并发包中可重入互斥锁，其基本行为和语义与使用synchronized方法和语句访问的隐式监视锁相同，但扩展性更强。

一个ReentrantLock锁由上次成功锁定但尚未解除锁定的线程拥有。当锁不属于另一个线程时，调用lock()的线程将返回并成功获取锁。如果当前线程已经拥有锁，则方法将立即返回。这可以使用方法isheldbycurrenthread和getHoldCount来检查。

除了实现Lock接口之外，这个类还定义了一些方法来检查锁的状态。此锁支持同一线程最多2147483647个递归锁。尝试超过此限制将导致锁定方法抛出Error。

类定义

public class ReentrantLock  implements Lock, java.io.Serializable

Lock实现类提供了比使用synchronized方法和语句更广泛的锁定操作。它们允许更灵活的结构，可能具有完全不同的属性，并且可能支持多个关联的Condition对象。

构造方法

/** * 默认创建非公平锁 */public ReentrantLock() { sync = new NonfairSync();}/** * 使用给定的公平性策略创建ReentrantLock实例。 */public ReentrantLock(boolean fair) { sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();}

公平锁表示线程获取锁的顺序是按照线程加锁的顺序来分配的，即FIFO先进先出顺序。非公平锁就是一种获取锁的抢占机制，是随机获得锁的，先来的不一定先得到锁，这个方式可能造成某些线程一直拿不到锁，结果也就是不公平的了。当然这里的顺序并不是调用线程start()方法的顺序。

基本使用格式

ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); // 获取锁lock.lock();try { // 业务逻辑} finally { // 释放锁 lock.unlock();}

ReentrantLock的锁功能主要是通过继承了AbstractQueuedSynchronizer的内部类Sync来实现的，AbstractQueuedSynchronizer（AQS）是一种提供了原子式管理同步状态、阻塞和唤醒线程功能以及队列模型的简单框架。

基本应用

输出结果：

从运行结果看，当前线程打印完毕之后释放锁之后，其他线程才可以打印，线程打印的数据是分组打印的，因为当前线程已经持有锁，但线程之间的打印顺序还是随机的。

Condition

关键字synchronized与wait()和notify()/notifyAll()方法相结合可以实现等待/通知模式，类RentrantLock也可以实现相同的功能，但需要借助于Condition对象。Condition类是在JDK5中出现的技术，使用它有更好的灵活性，比如可以实现多路通知功能，也就是在一个Lock对象里面可以创建多个Condition实例，线程对象可以注册在指定的Condition中，从而可以有选择性地进行线程通知，在调度线程上更加灵活。

在使用notify()/notifyAll()方法进行通知时，被通知的线程是由JVM随机选择的。但使用ReentrantLock结合Condition类是可以实现选择性通知的，而synchronized就相当于整个Lock对象中只有一个单一的Condition对象，所有的线程都注册在它一个对象的身上。线程开始notifyAll()时，需要通知所有的waiting线程，没有选择权，会出现相当大的效率问题。

public interface Condition

接口中的方法也比较简单就2个功能：等待和唤醒。

ReentrantLock中调用newCondition()返回的是AbstractQueuedSynchronizer中的ConditionObject。

await()

输出结果：

只打印出了“锁上了”，而且程序并没有结束运行，说明线程进入等待状态了。

signal()

输出结果：

多个Condition实现部分通知

输出结果：

从运行结果上看，调用signalAll_A()方法之后只唤醒了等待中的线程A，而线程B并没有被唤醒，所以程序并没有结束。