可重入锁：ReentrantLock理解使用

（一）可重入性

可重入性描述这样的一个问题：一个线程在持有一个锁的时候，它内部能否再次（多次）申请该锁。如果一个线程已经获得了锁，其内部还可以多次申请该锁成功。那么我们就称该锁为可重入锁。通过以下伪代码说明：

void methodA(){
    lock.lock(); // 获取锁
    methodB();
    lock.unlock() // 释放锁
}

void methodB(){
    lock.lock(); // 获取锁
    // 其他业务
    lock.unlock();// 释放锁
}

可重入锁可以理解为锁的一个标识。该标识具备计数器功能。标识的初始值为0，表示当前锁没有被任何线程持有。每次线程获得一个可重入锁的时候，该锁的计数器就被加1。每次一个线程释放该所的时候，该锁的计数器就减1。前提是：当前线程已经获得了该锁，是在线程的内部出现再次获取锁的场景

 

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（二）Lock接口，ReentrantLock说明

 

2.1 Lock接口说明

2.2 ReentrantLock实现说明

ReentrantLock是Lock接口的一个实现类。为了演示Lock接口的方法，我们以ReentrantLock作为示例说明。

 

2.2.1 lock(),unlock()方法说明

该demo模拟电影院的售票情况,tickets总票数。开启了10个窗口售票，售完为止

public class ReentrantLockDemo01 implements Runnable {

    private Lock lock = new ReentrantLock();

    private int tickets = 200;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            lock.lock(); // 获取锁
            try {
                if (tickets > 0) {
                    TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + tickets--);
                } else {
                    break;
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock(); // 释放所
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ReentrantLockDemo01 reentrantLockDemo = new ReentrantLockDemo01();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Thread thread = new Thread(reentrantLockDemo, "thread" + i);
            thread.start();
        }
    }
}

2.2.2 lockInterruptibly()方法说明

从Lock的源码可以看出：lockInterruptibly() 抛出中断异常

void lockInterruptibly() throws InterruptedException;

在synchronize关键字中，同步代码块发送阻塞的情况，例如：wait(),sleep(),jion()等情况下，可以被中断。中断并不意味着线程已经终止

代码示例如下：

public class ReentrantLockDemo02 implements Runnable {

    private Lock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        try {
            lock.lockInterruptibly();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " running");
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " finished");
            lock.unlock();
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " interrupted");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ReentrantLockDemo02 reentrantLockDemo = new ReentrantLockDemo02();
        Thread thread01 = new Thread(reentrantLockDemo, "thread01");
        Thread thread02 = new Thread(reentrantLockDemo, "thread02");
        thread01.start();
        thread02.start();
        thread02.interrupt();
    }
}

输出结果：

thread01 running
thread02 interrupted
thread01 finished

从输出结果可以看出，thread01正常结束程序，thread02被中断程序，执行catch中的代码块

 

2.2.3 tryLock(),tryLock(long time, TimeUnit unit)方法说明

 

tryLock()方法立刻返回当前获取情况。

 

tryLock(long time, TimeUnit unit)等待一定的时间，返回获取情况

public class ReentrantLockDemo03 implements Runnable {

    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        try {
            if (lock.tryLock(2, TimeUnit.SECONDS)) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获取当前lock锁");
                TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
            } else {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " 获取锁失败");
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (lock.isHeldByCurrentThread()) {
                lock.unlock();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ReentrantLockDemo03 reentrantLockDemo = new ReentrantLockDemo03();
        Thread thread01 = new Thread(reentrantLockDemo, "thread01");
        Thread thread02 = new Thread(reentrantLockDemo, "thread02");
        thread01.start();
        thread02.start();
    }
}

2.2.4 newCondition() 方法说明

 

目前只是对newCondition()使用方式进行说明，没有深入的分析Condition()的实现源码。
Condition的作用是对锁进行更精确的控制。Condition中的await()方法相当于Object的wait()方法，Condition中的signal()方法相当于Object的notify()方法，Condition中的signalAll()相当于Object的notifyAll()方法。不同的是，Object中的wait(),notify(),notifyAll()方法是和”同步锁”(synchronized关键字)捆绑使用的；而Condition是需要与”互斥锁”/”共享锁”捆绑使用的。

public class ProducerConsumerTest {

    private Lock lock = new ReentrantLock();

    private Condition addCondition = lock.newCondition();

    private Condition removeCondition = lock.newCondition();

    private LinkedList<Integer> resources = new LinkedList<>();

    private int maxSize;

    public ProducerConsumerTest(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
    }

    public class Producer implements Runnable {

        private int proSize;

        private Producer(int proSize) {
            this.proSize = proSize;
        }

        @Override
        public void run() {
            lock.lock();
            try {
                for (int i = 1; i < proSize; i++) {
                    while (resources.size() >= maxSize) {
                        System.out.println("当前仓库已满，等待消费...");
                        try {
                            addCondition.await();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    System.out.println("已经生产产品数: " + i + "\t现仓储量总量:" + resources.size());
                    resources.add(i);
                    removeCondition.signal();
                }
            } finally {
                lock.unlock();
            }

        }
    }

    public class Consumer implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            String threadName = Thread.currentThread().getName();
            while (true) {
                lock.lock();
                try {
                    while (resources.size() <= 0) {
                        System.out.println(threadName + " 当前仓库没有产品，请稍等...");
                        try {
                            // 进入阻塞状态
                            removeCondition.await();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    // 消费数据
                    int size = resources.size();
                    for (int i = 0; i < size; i++) {
                        Integer remove = resources.remove();
                        System.out.println(threadName + " 当前消费产品编号为：" + remove);
                    }
                    // 唤醒生产者
                    addCondition.signal();
                } finally {
                    lock.unlock();
                }
            }

        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ProducerConsumerTest producerConsumerTest = new ProducerConsumerTest(10);
        Producer producer = producerConsumerTest.new Producer(100);
        Consumer consumer = producerConsumerTest.new Consumer();
        final Thread producerThread = new Thread(producer, "producer");
        final Thread consumerThread = new Thread(consumer, "consumer");
        producerThread.start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        consumerThread.start();
    }
}

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