ConCurrent并发包 - Lock详解（转）

synchronized的缺陷

 

我们知道，可以利用synchronized关键字来实现共享资源的互斥访问。Java 5在java.util.concurrent.locks包下提供了另一种来实现线程的同步访问，那就是Lock。既然有了synchronized来实现线程同步，Java为什么还需要提供Lock呢？

synchronized是Java的一个关键字，当我们使用synchronized来修饰方法或代码块时，线程必须先获得对应的锁才能执行该段代码。而其他线程只能一直等待，直到当前线程释放锁并获得对应的锁才能进入该段代码。这里获取锁的线程释放锁只会有两种情况：

• 获取锁的线程执行完该段代码，线程会释放占有的锁；
• 线程执行发生异常，此时JVM会让线程自动释放锁。

那么如果这个占有锁的线程由于等待IO或其他原因（比如调用sleep方法）被阻塞，但是还没有释放锁，那么其他线程只能干巴巴的等着，试想这多么影响程序的执行效率。

当多个线程同时读写文件是，我们知道读操作和写操作会发生冲突，写操作和写操作也会发生冲突，但是读操作和读操作之间不会冲突。synchronized关键字对一段代码加锁，所有的线程必须先获得对应的锁才有该代码段的执行权限。如果多个线程同时进行读操作时，使用synchronized关键字会导致在任何时刻只有一个线程读，其他线程等待，大大降低执行效率。

 

Lock可以对以上种种情况作优化，提供更好的执行效率。另外，Lock方便了对锁的管理，可以自由的加锁和释放锁，还可以判断有没有成功获取锁。但是在使用Lock时要注意，Lock需要开发者手动去释放锁，如果没有主动释放锁，就要可能导致死锁出现。建议在finally语句块中释放Lock锁。

 

 

 

concurrent.locks包下常用类

 

1. Lock

 

首先要说明的是Lock，它是一个接口：

1. public interface Lock {
2. void lock();
3. void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
4. boolean tryLock();
5. boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
6. void unlock();
7. Condition newCondition();
8. }

• lock()方法用来获取锁。
• tryLock()尝试获取锁，如果成功则返回true，失败返回false（其他线程已占有锁）。这个方法会立即返回，在拿不到锁时也不会等待。
• tryLock(long time, TimeUnit unit)方法和tryLock()方法类似，只不过在拿不到锁时等待一定的时间，如果超过等待时间还拿不到锁就返回false。
• lockInterruptibly()方法比较特殊，当通过这个方法获取锁时，如果该线程正在等待获取锁，则它能够响应中断。也就是说，当两个线程同时通过lockInterruptibly()获取某个锁时，假如线程A获得了锁，而线程B仍在等待获取锁，那么对线程B调用interrupt()方法可以中断B的等待过程。

1. // lock()的使用
2. Lock lock = ...;
3. lock.lock();
4. try{
5. //处理任务
6. }catch(Exception ex){
7. }finally{
8. lock.unlock();   //释放锁
9. }

1. // tryLock()的使用
2. Lock lock = ...;
3. if(lock.tryLock()) {
4. try{
5. //处理任务
6. }catch(Exception ex){
7. }finally{
8. lock.unlock();   //释放锁
9. }
10. }else {
11. //如果不能获取锁，则直接做其他事情
12. }

1. // lockInterruptibly()的使用
2. public void method() throws InterruptedException {
3. lock.lockInterruptibly();
4. try {
5. //.....
6. }
7. finally {
8. lock.unlock();
9. }
10. }

使用synchronized关键字，当线程处于等待锁的状态时，是无法被中断的，只能一直等待。

 

2.ReentrantLock

 

ReentrantLock是可重入锁。如果所具备可重入性，则称为可重入锁，synchronized可ReentrantLock都是可重入锁。可重入锁也叫递归锁，当一个线程已经获得该代码块的锁时，再次进入该代码块不必重新申请锁，可以直接执行。

 

例1， lock()的使用方法：

1. public class Test {
2. private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
3. private Lock lock = new ReentrantLock();    //注意这个地方
4. public static void main(String[] args)  {
5. final Test test = new Test();
6. new Thread(){
7. public void run() {
8. test.insert(Thread.currentThread());
9. };
10. }.start();
11. new Thread(){
12. public void run() {
13. test.insert(Thread.currentThread());
14. };
15. }.start();
16. }
17. public void insert(Thread thread) {
18. lock.lock();
19. try {
20. System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
21. for(int i=0;i<5;i++) {
22. arrayList.add(i);
23. }
24. } catch (Exception e) {
25. // TODO: handle exception
26. }finally {
27. System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
28. lock.unlock();
29. }
30. }
31. }

例2， lockInterruptibly()响应中断的使用方法：

1. public class Test {
2. private Lock lock = new ReentrantLock();
3. public static void main(String[] args)  {
4. Test test = new Test();
5. MyThread thread1 = new MyThread(test);
6. MyThread thread2 = new MyThread(test);
7. thread1.start();
8. thread2.start();
9. try {
10. Thread.sleep(2000);
11. } catch (InterruptedException e) {
12. e.printStackTrace();
13. }
14. thread2.interrupt();
15. }
16. public void insert(Thread thread) throws InterruptedException{
17. lock.lockInterruptibly();   //注意，如果需要正确中断等待锁的线程，必须将获取锁放在外面，然后将InterruptedException抛出
18. try {
19. System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
20. long startTime = System.currentTimeMillis();
21. for(    ;     ;) {
22. if(System.currentTimeMillis() - startTime >= Integer.MAX_VALUE)
23. break;
24. //插入数据
25. }
26. }
27. finally {
28. System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行finally");
29. lock.unlock();
30. System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
31. }
32. }
33. }
34. class MyThread extends Thread {
35. private Test test = null;
36. public MyThread(Test test) {
37. this.test = test;
38. }
39. @Override
40. public void run() {
41. try {
42. test.insert(Thread.currentThread());
43. } catch (InterruptedException e) {
44. System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被中断");
45. }
46. }
47. }

3. ReadWriteLock

 

ReadWriteLock也是一个接口，它只定义了两个方法：

1. public interface ReadWriteLock {
2. /**
3. * Returns the lock used for reading.
4. */
5. Lock readLock();
6. /**
7. * Returns the lock used for writing.
8. */
9. Lock writeLock();
10. }

readLock()用来获取读锁，writeLock()用来获取写锁。也就是将文件的读写操作分开，分成两个锁来分配给线程，从而使多个线程可以同时进行读操作。ReentrantReadWriteLock是它的实现类。

 

1. public class Test {
2. private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
3. public static void main(String[] args)  {
4. final Test test = new Test();
5. new Thread(){
6. public void run() {
7. test.get(Thread.currentThread());
8. };
9. }.start();
10. new Thread(){
11. public void run() {
12. test.get(Thread.currentThread());
13. };
14. }.start();
15. }
16. public void get(Thread thread) {
17. rwl.readLock().lock();
18. try {
19. long start = System.currentTimeMillis();
20. while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {
21. System.out.println(thread.getName()+"正在进行读操作");
22. }
23. System.out.println(thread.getName()+"读操作完毕");
24. } finally {
25. rwl.readLock().unlock();
26. }
27. }
28. }