java Concurrent包学习笔记(三):ReentrantLock
一、可重入性的理解
从名字上理解,ReenTrantLock的字面意思就是再进入的锁,其实synchronized关键字所使用的锁也是可重入的,两者关于这个的区别不大。两者都是同一个线程每进入一次,锁的计数器都自增1,所以要等到锁的计数器下降为0时才能释放锁。
比如下面的代码片段:第一个lock没有unlock,就再次获取了lock
private Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
执行一段代码
lock.lock();
再行执行一段代码
lock.unlock();
lock.unlock();
lock()的流程图:
unlock()的流程如下:
二、主要方法
jdk8中,ReentrantLock的方法:
- lock():
如果该锁没有被另一个线程保持,则获取该锁并立即返回,将锁的保持计数设置为 1。
如果当前线程已经保持该锁,则将保持计数加 1,并且该方法立即返回。
如果该锁被另一个线程保持,则出于线程调度的目的,禁用当前线程,并且在获得锁之前,该线程将一
直处于休眠状态
- tryLock():马上返回,拿到lock就返回true,不然返回false。
- tryLock((long timeout TimeUnit unit),马上返回,拿到lock就返回true,不然等到超时时间返回false。
lockInterruptibly(), 可中断加锁,即在锁获取过程中不处理中断状态,而是直接抛出中断异常,由上层调用者处理中断。ReentrantLock的中断和非中断加锁模式的区别在于:线程尝试获取锁操作失败后,在等待过程中,如果该线程被其他线程中断了,它是如何响应中断请求的。lock方法会忽略中断请求,继续获取锁直到成功;而lockInterruptibly则直接抛出中断异常来立即响应中断,由上层调用者处理中断。
- unLock(): 释放锁
- newCondition():返回用来与此 Lock 实例一起使用的 Condition 实例
那么,为什么要分为这两种模式呢?这两种加锁方式分别适用于什么场合呢?根据它们的实现语义来理解,我认为lock()适用于锁获取操作不受中断影响的情况,此时可以忽略中断请求正常执行加锁操作,因为该操作仅仅记录了中断状态(通过Thread.currentThread().interrupt()操作,只是恢复了中断状态为true,并没有对中断进行响应)。如果要求被中断线程不能参与锁的竞争操作,则此时应该使用lockInterruptibly方法,一旦检测到中断请求,立即返回不再参与锁的竞争并且取消锁获取操作(即finally中的cancelAcquire操作)。
三、Conditon对象
Condition是在java 1.5中才出现的,它用来替代传统的Object的wait()、notify()实现线程间的协作,相比使用Object的wait()、notify(),使用Condition的await()、signal()这种方式实现线程间协作更加安全和高效。因此通常来说比较推荐使用Condition。
Condition类能实现synchronized和wait、notify搭配的功能,另外比后者更灵活,Condition可以实现多路通知功能,也就是在一个Lock对象里可以创建多个Condition(即对象监视器)实例,线程对象可以注册在指定的Condition中,从而可以有选择的进行线程通知,在调度线程上更加灵活。
synchronized就相当于整个Lock对象中只有一个单一的Condition对象,所有的线程都注册在这个对象上。线程开始notifyAll时,需要通知所有的WAITING线程,没有选择权,会有相当大的效率问题。
看下面的例子:
Student类
package reentrantlock.demo; import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; /**
* @author Administrator
* @date 2018/12/24
*/
public class Student { private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition conditionA = lock.newCondition();
private Condition conditionB = lock.newCondition(); public void awaitA() {
try {
lock.lock();
System.out.println("学生A:等待吃饭");
conditionA.await();
System.out.println("学生A:开始吃饭");
Thread.sleep(2000);
System.out.println("学生A:吃完");
}catch (InterruptedException e) {
}finally {
lock.unlock();
System.out.println("学生A释放了锁======");
}
} public void awaitB() {
try {
lock.lock();
System.out.println("学生B:等待吃饭");
conditionB.await();
System.out.println("学生B:开始吃饭");
Thread.sleep(2000);
System.out.println("学生B:吃完");
}catch (InterruptedException e) {
}finally {
lock.unlock();
System.out.println("学生B释放了锁======");
}
} public void signalAll_A() {
try{
lock.lock();
System.out.println("唤醒学生A");
conditionA.signalAll();
} finally {
lock.unlock();
}
} public void signalAll_B() {
try{
lock.lock();
System.out.println("唤醒学生B");
conditionA.signalAll();
} finally {
lock.unlock();
}
} }
测试类
package reentrantlock.demo; import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors; /**
* @author Administrator
* @date 2018/12/24
*/ public class ReentrantLockTest1 {
class StudentThreadA implements Runnable{
Student student;
StudentThreadA(Student student){
this.student = student;
}
public void run(){
student.awaitA();
}
} class StudentThreadB implements Runnable{
Student student;
StudentThreadB(Student student){
this.student = student;
}
public void run(){
student.awaitB();
}
} public static void main(String[] args){
ReentrantLockTest1 rl = new ReentrantLockTest1();
Student student = new Student();
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
executorService.submit(rl.new StudentThreadA(student));
executorService.submit(rl.new StudentThreadB(student));
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
student.signalAll_A();
executorService.shutdown(); }
}
运行结果可知,只唤醒了学生A
学生A:等待吃饭
学生B:等待吃饭
唤醒学生A
学生A:开始吃饭
学生A:吃完
学生A释放了锁======
四、Condition类和Object类
- Condition类的awiat方法和Object类的wait方法等效
- Condition类的signal方法和Object类的notify方法等效
- Condition类的signalAll方法和Object类的notifyAll方法等效
五、公平锁和非公平锁
Lock lock=new ReentrantLock(true);//公平锁
Lock lock=new ReentrantLock(false);//非公平锁
六、synchronized和ReentrantLock的区别:
1.等待可中断
在持有锁的线程长时间不释放锁的时候,等待的线程可以选择放弃等待. tryLock(long timeout, TimeUnit unit)
2.公平锁
按照申请锁的顺序来一次获得锁称为公平锁.synchronized的是非公平锁,ReentrantLock可以通过构造函数实现公平锁. new RenentrantLock(boolean fair)
3.绑定多个Condition
通过多次newCondition可以获得多个Condition对象,可以简单的实现比较复杂的线程同步的功能.通过await(),signal();
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