Java并发编程之ReentrantLock可重入锁的实例代码

目录 1.ReentrantLock可重入锁概述2.可重入3.可打断4.锁超时5.公平锁6.条件变量 Condition

1.ReentrantLock可重入锁概述

相对于 synchronized 它具备如下特点可中断synchronized锁加上去不能中断,a线程应用锁,b线程不能取消掉它可以设置超时时间synchronized它去获取锁时,如果对方持有锁,那么它就会进入entryList一直等待下去。而可重入锁可以设置超时时间,规定时间内如果获取不到锁,就放弃锁可以设置为公平锁防止线程饥饿的情况,即先到先得。如果争抢的人比较多,则可能会发生永远都得不到锁

支持多个条件变量多个waitset(不支持条件一的去a不支持条件二的去b)synchronized只支持同一个waitset.与 synchronized 一样,都支持可重入

基本语法

// 获取锁reentrantLock.lock();try { // 临界区} finally { // 释放锁 reentrantLock.unlock();}

synchronized是在关键字的级别来保护临界区,而reentrantLock是在对象的级别保护临界区。临界区即访问共享资源的那段代码。finally中表明不管将来是否出现异常,都会释放锁,释放锁即调用unlock方法。否则无法释放锁,其它线程就永远也获取不了锁。

2.可重入

可重入是指同一个线程如果首次获得了这把锁,那么因为它是这把锁的拥有者,因此有权利再次获取这把锁如果是不可重入锁,那么第二次获得锁时,自己也会被锁挡住ReentrantLock和synchronized都是可重入锁。

public class TestReentranLock1 { static ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); public static void main(String[] args) {  method1(); } public static void method1() {  lock.lock();  try {   System.out.println("execute method1");   method2();  } finally {   lock.unlock();  } } public static void method2() {  lock.lock();  try {   System.out.println("execute method2");   method3();  } finally {   lock.unlock();  } } public static void method3() {  lock.lock();  try {   System.out.println("execute method3");  } finally {   lock.unlock();  } }}
execute method1execute method2execute method3

3.可打断

可打断是指在等待锁的过程中,其它线程可以用interrupt方法终止我的等待。synchronized锁是不可打断的。我们要想在等锁的过程中被打断,就要使用lockInterruptibly()方法对lock对象加锁,而不是lock()方法

public class TestReentranLock2 { public static void main(String[] args) {  ReentrantLock lock = new ReentrantLock();  Thread t1 = new Thread(() -> {   try {    //如果没有竞争,此方法就会获取lock对象的锁    //如果有竞争,就进入阻塞队列等待,可以被其它线程用interrupt打断    System.out.println("尝试获得锁");    lock.lockInterruptibly();   } catch (InterruptedException e) {    e.printStackTrace();    System.out.println("等锁的过程中被打断");    return;   }   try {    System.out.println("t1获得了锁");   } finally {    lock.unlock();   }  }, "t1");  lock.lock();  System.out.println("主线程获得了锁");  t1.start();  try {   try {    sleep(1);   } catch (InterruptedException e) {    e.printStackTrace();   }   t1.interrupt();   System.out.println("执行打断t1");  } finally {   lock.unlock();  } }}
主线程获得了锁尝试获得锁执行打断t1等锁的过程中被打断java.lang.InterruptedExceptionat java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.doAcquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:898)at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:1222)at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.lockInterruptibly(ReentrantLock.java:335)at cn.yj.jvm.TestReentranLock2.lambda$main$0(TestReentranLock2.java:15)at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

注意如果是不可中断模式,那么即使使用了 interrupt 也不会让等待中断,即不是。即使用lock()方法。这种方式可以避免死锁情况的发生,避免无休止的等待。

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();Thread t1 = new Thread(() -> { System.out.println("启动..."); lock.lock(); try {  System.out.println("获得了锁"); } finally {  lock.unlock(); }}, "t1");lock.lock();System.out.println("获得了锁");t1.start();try { sleep(1); t1.interrupt(); System.out.println("执行打断"); sleep(1);} finally { System.out.println("释放了锁"); lock.unlock();}

4.锁超时

ReentranLock支持可打断,其实就是为了避免死等,这样就可以减少死锁的发生。实际上可打断这种方式属于一种被动的避免死等,是由其它线程interrupt来打断。而锁超时是主动的方式避免死等的手段。获取锁用tryLock()方法,即尝试获得锁,如果成功了,它就获得锁,如果失败了,它就可以不去进入阻塞队列等待,它就会返回false,表示没有获得锁。

立刻失败

public static void main(String[] args) {  ReentrantLock lock = new ReentrantLock();  Thread t1 = new Thread(() -> {   System.out.println("启动...");   if (!lock.tryLock()) {    System.out.println("获取不到锁,立刻失败,返回");    return;   }   try {    System.out.println("获得了锁");   } finally {    lock.unlock();   }  }, "t1");  lock.lock();  System.out.println("获得了锁");  t1.start();  try {   try {    sleep(500);   } catch (InterruptedException e) {    e.printStackTrace();   }  } finally {   lock.unlock();  }}

获得了锁启动…获取不到锁,立刻失败,返回

超时失败lock.tryLock(1,TimeUnit.SECONDS)表示尝试等待1s,如果主线程不释放锁,那么它就会返回false,如果释放了锁,那么它就会返回true.tryLock也支持被打断,被打断时报异常。

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();Thread t1 = new Thread(() -> { log.debug("启动..."); try {  if (!lock.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) {   log.debug("获取等待 1s 后失败,返回");   return;  } } catch (InterruptedException e) {  e.printStackTrace(); } try {  log.debug("获得了锁"); } finally {  lock.unlock(); }}, "t1");lock.lock();log.debug("获得了锁");t1.start();try { sleep(2);} finally { lock.unlock();}

输出

18:19:40.537 [main] c.TestTimeout – 获得了锁18:19:40.544 [t1] c.TestTimeout – 启动…18:19:41.547 [t1] c.TestTimeout – 获取等待 1s 后失败,返回

5.公平锁

对于synchronized来说,它是不公平的锁。当一个线程持有锁,其他线程就会进入阻塞队列等待,当锁的持有者释放锁的时候,这些线程就会一拥而上,谁先抢到,谁就成为monitor的主人,而不会按照先来先得的规则。

ReentrantLock 默认是不公平的ReentrantLock有一个带参构造方法。默认是非公平的。

 public ReentrantLock(boolean fair) {  sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();}

我们可以通过布尔值改成真,来保证它的公平性。即将来阻塞队列里的线程,争抢锁的时候会按照进入阻塞队列的顺序执行,先到先得。

6.条件变量 Condition

synchronized 中也有条件变量,就是我们讲原理时那个 waitSet 休息室,当条件不满足时进入 waitSet 等待

ReentrantLock 的条件变量比 synchronized 强大之处在于,它是支持多个条件变量的,这就好比

synchronized 是那些不满足条件的线程都在一间休息室等消息而 ReentrantLock 支持多间休息室,有专门等烟的休息室、专门等早餐的休息室、唤醒时也是按休息室来唤醒

使用要点:

await 前需要获得锁 await 执行后,会释放锁,进入 conditionObject 等待 await 的线程被唤醒(或打断、或超时)取重新竞争 lock 锁 竞争 lock 锁成功后,从 await 后继续执行 signal 相当于 notify,signalAll 相当于 notifyAll

static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();static Condition waitCigaretteQueue = lock.newCondition();static Condition waitbreakfastQueue = lock.newCondition();static volatile boolean hasCigrette = false;static volatile boolean hasBreakfast = false;public static void main(String[] args) { new Thread(() -> {  try {   lock.lock();   while (!hasCigrette) {    try {     waitCigaretteQueue.await();    } catch (InterruptedException e) {     e.printStackTrace();    }   }   log.debug("等到了它的烟");  } finally {   lock.unlock();  } }).start(); new Thread(() -> {  try {   lock.lock();   while (!hasBreakfast) {    try {     waitbreakfastQueue.await();    } catch (InterruptedException e) {     e.printStackTrace();    }   }   log.debug("等到了它的早餐");  } finally {   lock.unlock();  } }).start(); sleep(1); sendBreakfast(); sleep(1); sendCigarette();}private static void sendCigarette() { lock.lock(); try {  log.debug("送烟来了");  hasCigrette = true;  waitCigaretteQueue.signal(); } finally {  lock.unlock(); }}private static void sendBreakfast() { lock.lock(); try {  log.debug("送早餐来了");  hasBreakfast = true;  waitbreakfastQueue.signal(); } finally {  lock.unlock(); }}

输出

18:52:27.680 [main] c.TestCondition – 送早餐来了18:52:27.682 [Thread-1] c.TestCondition – 等到了它的早餐18:52:28.683 [main] c.TestCondition – 送烟来了18:52:28.683 [Thread-0] c.TestCondition – 等到了它的烟

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经验是由痛苦中粹取出来的

Java并发编程之ReentrantLock可重入锁的实例代码

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