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1、Java并发编程深入学习Java并发编程深入学习Lock锁Lock锁介绍在Java 5.0之前，在协调对共享对象的访问时可以使用的机制只有synchronized和volatile。Java 5.0 增加了一种新的机制：ReentrantLock.它并不是一种替代内置加锁的方法，而是当内置加锁机制不适用时，作为一种可选择的高级功能。Lock接口Lock接口位于java.util.concurrent.locks包中，它定义了一组抽象的加锁操作。public interface Lock /获取锁 void lock(); / 如果当前线程未被中断，则获取锁 void lockInterrupt

2、ibly() throws InterruptedException; /仅在调用时锁为空闲状态才获取该锁/如果锁可用，则获取锁，并立即返回值 true。如果锁不可用，则此方法将立即返回值 false boolean tryLock(); /如果锁在给定的等待时间内空闲，并且当前线程未被中断，则获取锁 boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException; /释放锁 void unlock(); /返回绑定到此 Lock 实例的新 Condition 实例 Condition newCondition();R

3、eetrantLock 实现了Lock接口，并提供了与synchronized相同的互斥性和内存可见性，在获取ReentrantLock时，有着与进入同步代码块相同的内存语义，在释放ReentrantLock时，同样有着与退出同步代码块相同的内存语义。lock锁与synchronized锁对比为什么要创建一种与内置锁如此相似的新加锁机制？在大多数情况下，内置锁都能很好地工作，但在功能上存在一些局限性。内置锁无法中断一个正在等待获取锁的线程，或者无法在请求获取一个锁时无限地等待下去。内置锁必须在获取该锁的代码块中释放，这虽然简化了编码工作，并且与异常处理操作实现了很好的交互，但却无法实现非阻塞结

4、构的加锁规则。所以需要一种更加灵活的加锁机制，lock锁便应运而生。Lock锁的标准使用形式如下：Lock lock = new ReentrantLock(); if (lock.tryLock() /尝试获取锁 try /更新对象状态 /捕获异常，并在必要时恢复不变性条件 finally lock.unlock();/注意要记得释放锁 else / 获取锁失败执行其他操作 如果没有使用finally来释放Lock,那么程序出错时，将很难追踪到最初发生错误的位置，因为没有记录应该释放锁的位置和时间。这一点也是ReetrantLock不能完全替代synchronized的原因，因为它更加危险，

5、程序并没有自动清除锁的机制，使用起来需要格外小心。锁的分类1.可重入锁当某一个线程请求一个由其他线程持有的锁时，发去请求的线程就会阻塞。由于内置锁可重入特性的存在，如果某个线程视图获得一个已经由它自己持有的锁，那么这个请求却会成功。如果锁具备可重入性，则称作为可重入锁。.像synchronized和ReentrantLock都是可重入锁，重入性表明了锁的分配机制：基于线程的分配，而不是基于方法调用的分配。重入锁的实现机制如下：为每个锁关联一个获取计数值和一个所有者线程。当计数器为0时这个锁被认为没有被任何线程持有。当线程请求一个未被持有的锁时，JVM将记下锁的持有者，并且将获取计数器置为1。如

6、果同一个线程再次获取这个锁，计数器将递增，而当线程退出同步代码块时，计数器会相应地递减。当计数器为0时，这个锁将被释放。可举个简单的例子，当一个线程执行到某个synchronized方法时，比如说method1，而在method1中会调用另外一个synchronized方法method2，此时线程不必重新去申请锁，而是可以直接执行方法method2。看下面这段代码就明白了：class MyClass public synchronized void method1() method2(); public synchronized void method2() 上述代码中的两个方法method1

7、和method2都用synchronized修饰了，假如某一时刻，线程A执行到了method1，此时线程A获取了这个对象的锁，而由于method2也是synchronized方法，假如synchronized不具备可重入性，此时线程A需要重新申请锁。但是这就会造成一个问题，因为线程A已经持有了该对象的锁，而又在申请获取该对象的锁，这样就会线程A一直等待永远不会获取到的锁。而由于synchronized和Lock都具备可重入性，所以不会发生上述现象。2.可中断锁可中断锁：顾名思义，就是可以相应中断的锁。在Java中，synchronized就不是可中断锁，而Lock是可中断锁。如果某一线程A正在

8、执行锁中的代码，另一线程B正在等待获取该锁，可能由于等待时间过长，线程B不想等待了，想先处理其他事情，我们可以让它中断自己或者在别的线程中中断它，这种就是可中断锁。下面的例子展示了中断锁的场景。public class TestLockInterrupt private static Lock lock = new ReentrantLock(); public static void main(String args) final TestLockInterrupt test = new TestLockInterrupt(); Thread ta = new Thread() Overri

9、de public void run() System.out.println(A线程启动了!-准备打印.); try test.print(A, aaaa); catch (InterruptedException e) System.out.println(A线程收到中断异常); ; Thread tb = new Thread() Override public void run() System.out.println(B线程启动了!-准备打印.); try test.print(B, bbbb); catch (InterruptedException e) System.out.p

10、rintln(B线程收到中断异常); ; ta.start(); tb.start(); try Thread.sleep(2000); catch (InterruptedException e) e.printStackTrace(); /判定Lock是否还被某个线程持有 if (ReentrantLock) lock).isLocked() System.out.println(等了两秒还没有获得锁,直接中断!); tb.interrupt(); public void print(String tName, String content) throws InterruptedExcep

11、tion lock.lockInterruptibly(); try /lock.lock(); System.out.println(线程 + tName + 获取锁并打印内容 + content); /模拟耗时操作,使某个线程能够在较长时间独占锁 Thread.currentThread().sleep(5000); /int i = 1; / while (i 准备打印.线程A获取锁并打印内容aaaaB线程启动了!-准备打印.等了两秒还没有获得锁,直接中断!B线程收到中断异常线程A释放了锁3.公平锁公平锁即尽量以请求锁的顺序来获取锁。比如同是有多个线程在等待一个锁，当这个锁被释放时，等待

12、时间最久的线程（最先请求的线程）会获得该锁，这种就是公平锁。非公平锁即无法保证锁的获取是按照请求锁的顺序进行的。这样就可能导致某个或者一些线程永远获取不到锁。在Java中，synchronized就是非公平锁，它无法保证等待的线程获取锁的顺序。而对于ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock，它默认情况下是非公平锁，但是可以设置为公平锁。在ReentrantLock中定义了2个静态内部类，一个是NotFairSync，一个是FairSync，分别用来实现非公平锁和公平锁。这两个类的定义如下： /* * Sync object for non-fair locks

13、*/ static final class NonfairSync extends Sync private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L; /* * Performs lock. Try immediate barge, backing up to normal * acquire on failure. */ final void lock() if (compareAndSetState(0, 1) setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread(); else

14、 acquire(1); protected final boolean tryAcquire(int acquires) return nonfairTryAcquire(acquires); /* * Sync object for fair locks */ static final class FairSync extends Sync private static final long serialVersionUID = -3000897897090466540L; final void lock() acquire(1); /* * Fair version of tryAcqu

15、ire. Dont grant access unless * recursive call or no waiters or is first. */ protected final boolean tryAcquire(int acquires) final Thread current = Thread.currentThread(); int c = getState(); if (c = 0) if (!hasQueuedPredecessors() & compareAndSetState(0, acquires) setExclusiveOwnerThread(current);

16、 return true; else if (current = getExclusiveOwnerThread() int nextc = c + acquires; if (nextc 0) throw new Error(Maximum lock count exceeded); setState(nextc); return true; return false; 我们可以在创建ReentrantLock对象时，通过以下方式来设置锁的公平性：ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);1如果参数为true表示为公平锁，为fasle为非公平锁

17、。默认情况下，如果使用无参构造器，则是非公平锁。 其他常用方法另外在ReentrantLock类中定义了很多方法，比如：isFair() /判断锁是否是公平锁isLocked() /判断锁是否被任何线程获取了isHeldByCurrentThread() /判断锁是否被当前线程获取了hasQueuedThreads() /判断是否有线程在等待该锁在ReentrantReadWriteLock中也有类似的方法，同样也可以设置为公平锁和非公平锁。不过要记住，ReentrantReadWriteLock并未实现Lock接口，它实现的是ReadWriteLock接口。4.读写锁读写锁将对一个资源（比如

18、文件）的访问分成了2个锁，一个读锁和一个写锁。正因为有了读写锁，才使得多个线程之间的读操作不会发生冲突。ReadWriteLock就是读写锁，它是一个接口，ReentrantReadWriteLock实现了这个接口。这个接口定义如下： public interface ReadWriteLock /获取读锁 Lock readLock(); /获取写锁 Lock writeLock(); 下面的例子展示了读写锁的一些基本用法和特性。public class TestMain public static void main(String args) ReadWriteLock lock = ne

19、w ReentrantReadWriteLock(); final Lock readLock = lock.readLock(); final Lock writeLock = lock.writeLock(); final Resource resource = new Resource(); final Random random = new Random(); for (int i = 0; i 20; +i) /写线程 new Thread() public void run() writeLock.lock(); try resource.setValue(resource.get

20、Value() + 1); System.out.println(newSmpleDateFormat(yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS).format(new Date() + - + Thread.currentThread() + 获取了写锁，修正数据为： + resource.getValue(); Thread.sleep(random.nextInt(1000);/随机休眠 catch (Exception e) e.printStackTrace(); finally writeLock.unlock(); .start(); for (int i = 0; i 2

21、0; +i) /读线程 new Thread() public void run() readLock.lock(); try System.out.println(newSimpleDateFormat(yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS).format(new Date() + - + Thread.currentThread() + 获取了读锁，读取的数据为： + resource.getValue(); Thread.sleep(random.nextInt(1000);/随机休眠 catch (Exception e) e.printStackTrace(); final

22、ly readLock.unlock(); .start(); /资源类定义class Resource private int value; public void setValue(int value) this.value = value; public int getValue() return value; 运行结果2016-09-13 10:16:59.947 - ThreadThread-0,5,main获取了写锁，修正数据为：12016-09-13 10:17:00.829 - ThreadThread-1,5,main获取了写锁，修正数据为：22016-09-13 10:17

23、:01.502 - ThreadThread-2,5,main获取了写锁，修正数据为：32016-09-13 10:17:01.952 - ThreadThread-3,5,main获取了写锁，修正数据为：42016-09-13 10:17:02.641 - ThreadThread-4,5,main获取了写锁，修正数据为：52016-09-13 10:17:03.389 - ThreadThread-5,5,main获取了写锁，修正数据为：62016-09-13 10:17:04.380 - ThreadThread-6,5,main获取了写锁，修正数据为：72016-09-13 10:17

24、:05.377 - ThreadThread-7,5,main获取了写锁，修正数据为：82016-09-13 10:17:06.306 - ThreadThread-8,5,main获取了写锁，修正数据为：92016-09-13 10:17:06.470 - ThreadThread-9,5,main获取了写锁，修正数据为：102016-09-13 10:17:06.696 - ThreadThread-10,5,main获取了写锁，修正数据为：112016-09-13 10:17:06.911 - ThreadThread-11,5,main获取了写锁，修正数据为：122016-09-13

25、10:17:07.141 - ThreadThread-12,5,main获取了写锁，修正数据为：132016-09-13 10:17:07.170 - ThreadThread-13,5,main获取了写锁，修正数据为：142016-09-13 10:17:07.449 - ThreadThread-14,5,main获取了写锁，修正数据为：152016-09-13 10:17:07.939 - ThreadThread-15,5,main获取了写锁，修正数据为：162016-09-13 10:17:08.252 - ThreadThread-16,5,main获取了写锁，修正数据为：172

26、016-09-13 10:17:08.798 - ThreadThread-17,5,main获取了写锁，修正数据为：182016-09-13 10:17:09.119 - ThreadThread-18,5,main获取了写锁，修正数据为：192016-09-13 10:17:09.353 - ThreadThread-19,5,main获取了写锁，修正数据为：202016-09-13 10:17:10.336 - ThreadThread-20,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.336 - ThreadThread-21,5,main获取了读

27、锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.336 - ThreadThread-22,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.336 - ThreadThread-23,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.336 - ThreadThread-24,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.336 - ThreadThread-25,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.336 - ThreadThrea

28、d-26,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.336 - ThreadThread-27,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.337 - ThreadThread-28,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.337 - ThreadThread-29,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.337 - ThreadThread-30,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.33

29、7 - ThreadThread-31,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.337 - ThreadThread-32,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.337 - ThreadThread-33,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.338 - ThreadThread-34,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.338 - ThreadThread-35,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.338 - ThreadThread-36,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.338 - ThreadThread-37,5,main获取了读锁，读取的数据为：202016-09-13 10:17:10.