并发编程系列之ReentrantLock用法简介

Posted 2022-01-04 smileNicky

并发编程系列之ReentrantLock用法简介

1、什么是ReentrantLock？

ReentrantLock是实现底层的Lock接口的可重入锁实现。支持公平锁模式和非公平锁模式。

典型例子：

ReentrantLocl rlock = new ReentrantLock();
try 
	rlock.lock();
	// 业务处理
 finally 
	rlock.unlock();

2、什么是重入锁和不可重入锁？

1. 可重入锁：又称之为递归锁，也就是一个线程可以反复获取锁多次，一个线程获取到锁之后，内部如果还需要获取锁，可以直接再获取锁，前提是同一个对象或者class。ReentrantLock和synchronized都是可重入锁，可重入锁的最重要作用就是避免死锁的情况。
2. 不可重入锁：又称之为自旋锁，实现可以是一个循环加上unsafe和cas机制，就是一直循环直到抢到锁，这个过程可以通过cas锁进行限制，如果一个线程获取到锁,cas (compareAndSet)会返回1，其它线程包括自己就不能再持有锁，需要等线程释放锁。

ReentrantLock是可重入锁，所以允许一个线程多次获取资源锁。第一次调用lock时，计数设置为1，再次获取资源锁时加1，调用unlock解锁，计数减1，直到减为0，释放锁资源，如图所示：

3、公平锁和非公平锁的区别？

• 公平锁：多个线程按照申请锁的顺序去获取锁，线程会在队列里排队，按照顺序去获取锁。只有队列第1个线程才能获取到锁，获取到锁之后，其它线程都会阻塞等待，等到持有锁的线程释放锁，其它线程才会被唤醒。
• 非公平锁：多个线程都会去竞争获取锁，获取不到就进入队列等待，竞争得到就直接获取锁；然后持有锁的线程释放锁之后，所有等待的线程就都会去竞争锁。

synchronized是非公平锁，ReentrantLock可以支持非公平锁和公平锁，new ReentrantLock(true)，加上个true就是公平锁，默认情况是非公平锁

// 设置ReentrantLock为公平锁
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true)；

4、ReentrantLock方法

在idea编辑器里查看ReentrantLock的方法：

挑一些常用方法进行描述

• lock()：如果共享资源最初是空闲的，调用lock会进行计数加1，并将锁提供给线程。会进行累加
• unlock()：调用unlock方法，会进行计数减1，减为0时，释放资源锁
• tryLock()：为了避免锁竞争，可以使用tryLock，如果资源没有被其他线程持有，会返回true，加锁成功，已经被其他线程持有了，返回false，加锁失败
• tryLock(long timeout, TimeUnit unit)：这个尝试加锁方法，多了一个超时时间
• lockInterruptably()：如果资源空闲，则此方法获取锁，允许该线程在获取资源时被其他线程中断。如果该线程在获取锁过程，其它线程抢进来，获取锁过程会被中断并立即返回而不获取锁
• getHoldCount()：此方法返回资源上持有的锁数的计数。
• isHeldByCurrentThread()：如果当前线程持有资源锁，则此方法返回true

5、ReentrantLock例子

例子：进行大数据的count统计，开启20个线程，如何保证线程安全，计数的正确性？

• volatile保证变量可见性
• CountDownLatch协同多个线程
• ReentrantLock 保证线程安全

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ReentrantLockCountExample 

    private static volatile int count = 0;
    static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public static void countHandler() 
        lock.lock();
        try 
            count++;
        finally 
            lock.unlock();
        
    

    public static void doCountConcurrent() throws InterruptedException 
        int threads = 20;
        CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(threads);
        for (int i = 0; i < threads; i++) 
            new Thread(() -> 
                for (int n = 0; n < 10000; n++) 
                    countHandler();
                
                cdl.countDown();
            ).start();
        
        try 
            cdl.await();
         catch (InterruptedException e) 
            e.printStackTrace();
        
    

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException 
        long start = System.currentTimeMillis();
        doCountConcurrent();
        System.out.println("统计耗时:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms");
        System.out.println("result:"+ ReentrantLockCountExample.count);