ReentrantLock可重入锁的原理及使用场景

Posted 2020-10-30 虚极静笃

摘要

从使用场景的角度出发来介绍对ReentrantLock的使用，相对来说容易理解一些。

场景1：如果已加锁，则不再重复加锁

a、忽略重复加锁。
b、用在界面交互时点击执行较长时间请求操作时，防止多次点击导致后台重复执行（忽略重复触发）。

以上两种情况多用于进行非重要任务防止重复执行，（如：清除无用临时文件，检查某些资源的可用性，数据备份操作等）

if (lock.tryLock()) {  //如果已经被lock，则立即返回false不会等待，达到忽略操作的效果 
    try {
    //操作
    } finally {
      lock.unlock();
    }
}

场景2：如果发现该操作已经在执行，则尝试等待一段时间，等待超时则不执行（尝试等待执行）

这种其实属于场景2的改进，等待获得锁的操作有一个时间的限制，如果超时则放弃执行。
用来防止由于资源处理不当长时间占用导致死锁情况（大家都在等待资源，导致线程队列溢出）。

try {
    if (lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)) {  //如果已经被lock，尝试等待5s，看是否可以获得锁，如果5s后仍然无法获得锁则返回false继续执行
        try {
        //操作
        } finally {
          lock.unlock();
        }
     }
} catch (InterruptedException e) {
   e.printStackTrace(); //当前线程被中断时(interrupt)，会抛InterruptedException                 
}

场景3：如果发现该操作已经加锁，则等待一个一个加锁（同步执行，类似synchronized）

这种比较常见大家也都在用，主要是防止资源使用冲突，保证同一时间内只有一个操作可以使用该资源。
但与synchronized的明显区别是性能优势（伴随jvm的优化这个差距在减小）。同时Lock有更灵活的锁定方式，公平锁与不公平锁，而synchronized永远是公平的。

这种情况主要用于对资源的争抢（如：文件操作，同步消息发送，有状态的操作等）

ReentrantLock默认情况下为不公平锁

private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); //参数默认false，不公平锁
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); //公平锁
try {
    lock.lock(); //如果被其它资源锁定，会在此等待锁释放，达到暂停的效果
   //操作
} finally {
    lock.unlock();
}

不公平锁与公平锁的区别：

公平情况下，操作会排一个队按顺序执行，来保证执行顺序。（会消耗更多的时间来排队）
不公平情况下，是无序状态允许插队，jvm会自动计算如何处理更快速来调度插队。（如果不关心顺序，这个速度会更快）

场景4：可中断锁

synchronized与Lock在默认情况下是不会响应中断(interrupt)操作，会继续执行完。lockInterruptibly()提供了可中断锁来解决此问题。（场景3的另一种改进，没有超时，只能等待中断或执行完毕）

这种情况主要用于取消某些操作对资源的占用。如：（取消正在同步运行的操作，来防止不正常操作长时间占用造成的阻塞）

try {
    lock.lockInterruptibly();
    //操作
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    lock.unlock();
}