java多线程 ReentrantLock
本章对ReentrantLock包进行基本介绍,这一章主要对ReentrantLock进行概括性的介绍,内容包括:
ReentrantLock介绍
ReentrantLock函数列表
ReentrantLock示例
在后面的两章,会分别介绍ReentrantLock的两个子类(公平锁和非公平锁)的实现原理。
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ReentrantLock介绍
ReentrantLock是一个可重入的互斥锁,又被称为“独占锁”。
顾名思义,ReentrantLock锁在同一个时间点只能被一个线程锁持有;而可重入的意思是,ReentrantLock锁,可以被单个线程多次获取。
ReentrantLock分为“公平锁”和“非公平锁”。它们的区别体现在获取锁的机制上是否公平。“锁”是为了保护竞争资源,防止多个线程同时操作线程而出错,ReentrantLock在同一个时间点只能被一个线程获取(当某线程获取到“锁”时,其它线程就必须等待);ReentraantLock是通过一个FIFO的等待队列来管理获取该锁所有线程的。在“公平锁”的机制下,线程依次排队获取锁;而“非公平锁”在锁是可获取状态时,不管自己是不是在队列的开头都会获取锁。
ReentrantLock函数列表
// 创建一个 ReentrantLock ,默认是“非公平锁”。 ReentrantLock() // 创建策略是fair的 ReentrantLock。fair为true表示是公平锁,fair为false表示是非公平锁。 ReentrantLock(boolean fair) // 查询当前线程保持此锁的次数。 int getHoldCount() // 返回目前拥有此锁的线程,如果此锁不被任何线程拥有,则返回 null。 protected Thread getOwner() // 返回一个 collection,它包含可能正等待获取此锁的线程。 protected Collection<Thread> getQueuedThreads() // 返回正等待获取此锁的线程估计数。 int getQueueLength() // 返回一个 collection,它包含可能正在等待与此锁相关给定条件的那些线程。 protected Collection<Thread> getWaitingThreads(Condition condition) // 返回等待与此锁相关的给定条件的线程估计数。 int getWaitQueueLength(Condition condition) // 查询给定线程是否正在等待获取此锁。 boolean hasQueuedThread(Thread thread) // 查询是否有些线程正在等待获取此锁。 boolean hasQueuedThreads() // 查询是否有些线程正在等待与此锁有关的给定条件。 boolean hasWaiters(Condition condition) // 如果是“公平锁”返回true,否则返回false。 boolean isFair() // 查询当前线程是否保持此锁。 boolean isHeldByCurrentThread() // 查询此锁是否由任意线程保持。 boolean isLocked() // 获取锁。 void lock() // 如果当前线程未被中断,则获取锁。 void lockInterruptibly() // 返回用来与此 Lock 实例一起使用的 Condition 实例。 Condition newCondition() // 仅在调用时锁未被另一个线程保持的情况下,才获取该锁。 boolean tryLock() // 如果锁在给定等待时间内没有被另一个线程保持,且当前线程未被中断,则获取该锁。 boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) // 试图释放此锁。 void unlock()
可重入锁指在同一个线程中,可以重入的锁。当然,当这个线程获得锁后,其他线程将等待这个锁被释放后,才可以获得这个锁。
构造器:ReentrantLock(boolean fair): 布尔值用来表示,创建的这个锁是公平的锁,还是自由竞争的锁。所谓公平的锁,是指,各个希望获得所得线程获得锁的顺序是按到达的顺序获得,还是自由竞争获得。
通常的使用方法:
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); // not a fair lock lock.lock(); try { // synchronized do something } finally { lock.unlock(); }
一个典型的例子:先测试可重入锁的重入特性,然后创建3个线程,每个线程启动后,尝试获取锁,获取锁后对共享数据 + 1,然后显示chula
package base2; import java.util.Calendar; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class TestLock { private ReentrantLock lock = null; // 用于线程同步访问的共享数据 public int data = 100; public TestLock() { // 创建一个自由竞争的可重入锁 lock = new ReentrantLock(); } public static void main(String[] args) { TestLock tester = new TestLock(); // 测试可重入,函数testReentry() 同一线程中,可重复获取锁,执行获取锁后,显示信息的功能 tester.testReentry(); // 能执行到这里而不阻塞,表示锁可重入 tester.testReentry(); // 再次重入 tester.testReentry(); // 释放重入测试的锁,要按重入的数量解锁,否则其他线程无法获取该锁。 tester.getLock().unlock(); tester.getLock().unlock(); tester.getLock().unlock(); // 启动3个线程测试在锁保护下的共享数据data的访问 tester.test(); } public ReentrantLock getLock() { return lock; } public void test() { new Thread(new workerThread(this)).start(); new Thread(new workerThread(this)).start(); new Thread(new workerThread(this)).start(); } public void testReentry() { lock.lock(); Calendar now = Calendar.getInstance(); System.out.println(now.getTime() + " " + Thread.currentThread() + " get lock."); } // 线程调用的方法 public void testRun() throws Exception { // 加锁 lock.lock(); Calendar now = Calendar.getInstance(); try { // 获取锁后显示 当前时间 当前调用线程 共享数据的值(并使共享数据 + 1) System.out.println(now.getTime() + " " + Thread.currentThread() + " accesses the data " + data++); // 模拟其他处理,这里假设休眠一下 Thread.sleep(500); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { // 解锁 lock.unlock(); } } } // 工作线程,调用TestServer.testRun class workerThread implements Runnable { private TestLock tester = null; public workerThread(TestLock testLock) { this.tester = testLock; } public void run() { // 循环调用,尝试加锁,并对共享数据+1,然后显示出来 while (true) { try { // 调用tester.testRun() tester.testRun(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } }