JDK5.0新特性系列---11.3线程 锁Lock

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.Future;

import java.util.concurrent.locks.Lock;

import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

/**

在多线程编程里,一个重要的概念是锁定,如果一个资源是多个线程共享的,为了保证数据的完整性,在进行事务性操作时

需要将共享资源锁定,这样可以保证只有一个线程能对资源进行操作,从而保证了数据的完整性.在J2SE5.0以前锁定的功能是

由synchronized关键字来实现的.本节实例介绍如何使用J2SE 5.0中的新特性实现锁定,包括一般的锁、读写锁等.

关键技术剖析:

在J2SE5.0中的锁是由java.util.concurrent.locks.lock实现的,使用它的关键技术点如下:

1.ReentrantLock类实现了Lock接口,通过它可以完全取代synchronized关键字.

2.ReentrantLock的lock方法取得锁,如果该锁定没有被其他线程占据,则获取该锁定并返回,将保持计数器置为1;如果当前线程已经占据锁,则立即返回,将保持计数器加1;如果锁定被其他线程占据,则当前线程进入睡眠状态,等待其他线程释放

锁,此时保持计数器置为1.

3.ReentrantLock的unlock方法释放锁,如果当前线程是锁的占有者,则将保持计数器减1,如果保持计数器等于0,则释放锁.如果当前线程不是锁的占有者,则抛出异常.

4.ReadWriteLock是一个继承Lock的接口,定义了读写锁.它的一个实现类是ReentrantReadWriteLock

5.ReentrantReadWriteLock的writeLock方法获得用于写入操作的锁定,当获得写入锁时,其他线程想进行读写操作都必须等待.

6.ReentrantReadWriteLock的readLock方法获得用于读操作的锁定,当获得读取锁时,其他读的线程可以继续获得读取锁,但是不能获得写入锁.

*/

public class Lockers {

/**测试Lock的使用.在方法中使用Lock,可以避免使用synchronized关键字*/

public static class LockTest{

Lock lock = new ReentrantLock();//锁

double value = 0d; //值

int addtimes = 0;

/**

* 增加value的值,该方法的操作分为2岁,而且相互依赖,必须实现在一个事务中

* 所以该方法必须同步,以前的做法是在方法声明中使用synchronized关键字

*/

public void addValue(double v){

lock.lock();//锁住锁

System.out.println("LockTest to addValue: " + v + " " + System.currentTimeMillis());

try {

Thread.sleep(1000);

}catch(InterruptedException e){

}

this.value += v;

this.addtimes++;

lock.unlock();

}

public double getValue(){

return this.value;

}

}

public static void testLockTest() throws Exception{

final LockTest lockTest = new LockTest();

//新建任务1,调用lockTest的addValue方法

Runnable task1 = new Runnable(){

public void run(){

lockTest.addValue(55.55);

}

};

//新建任务2,调用lockTest的getValue方法

Runnable task2 = new Runnable(){

public void run(){

System.out.println("value: " + lockTest.getValue());

}

};

//新建任务执行服务

ExecutorService cachedService = Executors.newCachedThreadPool();

Future future = null;

//同时执行任务1三次,由于 addValue方法使用了锁机制,所以,实质上会顺序执行

for(int i=0;i<3;i++){

future = cachedService.submit(task1);

}

future.get();//等待最后一个任务1被执行完

future = cachedService.submit(task2);//再执行任务2,输出结果

future.get();//等待任务2执行完后,关闭任务执行服务

cachedService.shutdownNow();

}

/**

* ReadWriteLock内置两个Lock,一个是读的Lock,一个是写的Lock

* 多个线程可同时得到读的Lock,但只有一个线程能得到写的Lock

* 而且写的Lock被锁定后,任何线程都不能得到Lock.ReadWriteLock提供的方法有:

* readLock():返回一个读的Lock

* writeLock():返回一个写的lock,此lock是排它的

* ReadWriteLockTest很适合处理类似文件的读写操作

* 读的时候可以同时读,但是不能写,写的时候既不能同时写,也不能读

*/

public static class ReadWriteLockTest{

ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();//锁

double value = 0d; //值

int addtimes = 0;

/**增加value的值,不允许多个线程同时进入该方法*/

public void addValue(double v){

//得到writeLock并锁定

Lock writeLock = lock.writeLock();

writeLock.lock();

System.out.println("ReadWriteLockTest to addValue: " + v + " " + System.currentTimeMillis());

try{

Thread.sleep(1000);

}catch(InterruptedException e){

}

try{

//做写的工作

this.value += v;

this.addtimes++;

}finally{

writeLock.unlock();

}

}

/**

*获得信息.当有线程在调用addValue方法时,getInfo得到的信息可能是不正确的.

*所以,也必须保证该方法在被调用时,没有方法在调用addValue方法.

*/

public String getInfo(){

//得到 readLock并锁定

Lock readLock = lock.readLock();

readLock.lock();

System.out.println("ReadWriteLockTest to getInfo "+System.currentTimeMillis());

try{

Thread.sleep(1000);

}catch(InterruptedException e){

}

try{

return this.value + " : " + this.addtimes;//做读的工作

}finally{

readLock.unlock();//释放readLock

}

}

}

public static void testReadWriteLockTest() throws Exception{

final ReadWriteLockTest readWriteLockTest = new ReadWriteLockTest();

//新建任务1,调用lockTest的addValue方法

Runnable task_1 = new Runnable(){

public void run(){

readWriteLockTest.addValue(55.55);

}

};

//新建任务2,调用lockTest的getValue方法

Runnable task_2 = new Runnable(){

public void run(){

System.out.println("info " + readWriteLockTest.getInfo());

}

};

//新建任务任务执行服务

ExecutorService cachedService_1 = Executors.newCachedThreadPool();

Future future_1 = null;

//同时执行5个任务,其中前2个任务是任务1,后两个任务是任务2

for(int i=0;i<2;i++){

future_1 = cachedService_1.submit(task_1);

}

for(int i=0;i<2;i++){

future_1 = cachedService_1.submit(task_2);

}

//最后一个任务是任务1

future_1 = cachedService_1.submit(task_1);

//这5个任务的执行顺序应该是

//第一个任务1先执行,第二个任务1再执行;这是因为不能同时写,所以必须等

//然后两个任务2同时执行;这是因为在写的时候,就不能读,所以都等待写结束

//又同时可以同时读,所以它们同时执行

//最后一个任务1再执行.这是因为在读的时候,也不能写,所以必须等待读结束后,

//才能写.等待最后一个任务2被执行完

future_1.get();

cachedService_1.shutdownNow();

}

public static void main(String... args)throws Exception{

Lockers.testLockTest();

System.out.println("--------------------------");

Lockers.testReadWriteLockTest();

}

}

/**

* ReentrantReadWriteLock 获取顺序如下:

* This class does not impose a reader or writer preference ordering for lock access.

* However, it does support an optional fairness policy.

* When constructed as fair, threads contend for entry using an approximatelyarrival-order policy.

* When the write lock is released either the longest-waiting single writer will beassigned the write lock, or if there is a reader waiting longer than any writer, theset of readers will be assigned the read lock.

* When constructed as non-fair, the order of entry to the lock need not be in arrivalorder.

* In either case, if readers are active and a writer enters the lock then nosubsequent readers will be granted the read lock until after that writer has acquiredand released the write lock.

*/