【Java】ReentrantLock

Lock

简介

Lock是一个接口，如下所示：

public interface Lock {
	void lock();
	void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
	boolean tryLock();
	boolean tryLock(long arg0, TimeUnit arg2) throws InterruptedException;
	void unlock();
	Condition newCondition();
}

lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)、lockInterruptibly()是用来获取锁的。

接口方法

1. lock()：获取锁。如果锁已被其他线程获取，则进行等待。由于在前面讲到如果采用Lock，必须主动去释放锁，并且在发生异常时，不会自动释放锁。因此一般来说，使用Lock必须在try catch finally中进行，并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。
2. tryLock()：尝试获取锁，如果获取成功，则返回true，如果获取失败（即锁已被其他线程获取），则返回false，也就说这个方法无论如何都会立即返回。在拿不到锁时不会一直在那等待。
3. tryLock(long time, TimeUnit unit)：方法和tryLock()方法是类似的，只不过区别在于这个方法在拿不到锁时会等待一定的时间，在时间期限之内如果还拿不到锁，就返回false。如果一开始拿到锁或者在等待期间内拿到了锁，则返回true。
4. lockInterruptibly()：方法比较特殊，当通过这个方法去获取锁时，如果线程正在等待获取锁，则这个线程能够响应中断，即中断线程的等待状态。也就使说，当两个线程同时通过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只有等待，那么对线程B调用threadB.interrupt()方法能够中断线程B的等待过程。
   注意：当一个线程获取了锁之后，是不会被interrupt()方法中断的。
   因此当通过lockInterruptibly()方法获取某个锁时，如果不能获取到，只有进行等待的情况下，是可以响应中断的。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，只有一直等待下去。
5. unLock()：释放锁。

Lock和synchronized的区别

1. Lock不是Java语言内置的，synchronized是Java语言的关键字，因此是内置特性。Lock是一个接口，通过这接口的实现类可以实现同步访问；
2. Lock和synchronized有一点非常大的不同，采用synchronized不需要用户去手动释放锁，当synchronized方法或者synchronized代码块执行完之后，系统会自动让线程释放对锁的占用；而Lock则必须要用户去手动释放锁，如果没有主动释放锁，就有可能导致出现死锁现象。

Lock和synchronized的选择

1. Lock是一个接口，而synchronized是Java中的关键字，synchronized是内置的语言实现；
2. synchronized在发生异常时，会自动释放线程占有的锁，因此不会导致死锁现象发生；而Lock在发生异常时，如果没有主动通过unLock()去释放锁，则很可能造成死锁现象，因此使用Lock时需要在finally块中释放锁；
3. Lock可以让等待锁的线程响应中断，而synchronized却不行，使用synchronized时，等待的线程会一直等待下去，不能够响应中断；
4. 通过Lock可以知道有没有成功获取锁，而synchronized却无法办到。
5. Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。
6. 在性能上来说，如果竞争资源不激烈，两者的性能是差不多的，而当竞争资源非常激烈时（即有大量线程同时竞争），此时Lock的性能要远远优于synchronized。所以说，在具体使用时要根据适当情况选择。

ReentrantLock

简介

直接使用Lock接口的话，我们需要实现很多方法，不太方便，ReentrantLock是唯一实现了Lock接口的类，并且ReentrantLock提供了更多的方法。ReentrantLock意思是可重入锁。

代码示例

lock()

public class LockTest implements Runnable {
    static Lock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        Thread currentThread = Thread.currentThread();
        lock.lock();
        try {
            System.out.println(currentThread.getName() + "得到了锁");
            Thread.sleep(1000);
            // 业务逻辑处理
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println(currentThread.getName() + "释放了锁");
            lock.unlock();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        LockTest test = new LockTest();
        Thread thread1 = new Thread(test, "thread1");
        Thread thread2 = new Thread(test, "thread2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

tryLock()

public class TryLockTest implements Runnable {
    private static Lock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        Thread thread = Thread.currentThread();
        boolean result = lock.tryLock();
        if (result) {
            try {
                System.out.println(thread.getName() + "得到了锁");
                Thread.sleep(1000);
                // 业务逻辑处理
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                System.out.println(thread.getName() + "释放了锁");
                lock.unlock();
            }
        } else {
            System.out.println(thread.getName() + "没得到了锁");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        TryLockTest test = new TryLockTest();
        Thread thread1 = new Thread(test, "thread1");
        Thread thread2 = new Thread(test, "thread2");
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

lockInterruptibly()

public class LockInterruptiblyTest implements Runnable {
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        Thread currentThread = Thread.currentThread();
        try {
            lock.lockInterruptibly();
            try {
                System.out.println(currentThread.getName() + "得到了锁");
                Thread.sleep(10000);
                // 业务逻辑处理
            } finally {
                System.out.println(currentThread.getName() + "执行finally");
                lock.unlock();
                System.out.println(currentThread.getName() + "释放了锁");
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(currentThread.getName() + "被中断");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        LockInterruptiblyTest test = new LockInterruptiblyTest();
        Thread thread1 = new Thread(test, "thread1");
        Thread thread2 = new Thread(test, "thread2");
        thread1.start();
        thread2.start();
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        thread2.interrupt();
    }
}