【Java并发编程实战】—–“J.U.C”：ReentrantLock之一简介

注：由于要介绍ReentrantLock的东西太多了，免得各位客官看累，所以分三篇博客来阐述。本篇博客介绍ReentrantLock基本内容，后两篇博客从源码级别分别阐述ReentrantLock的lock、unlock实现机制。ReentrantLock，可重入的互斥锁，是一种递归无阻塞的同步机制。它可以等同于synchronized的使用，但是ReentrantLock提供了比synchronized更强大、灵活的锁机制，可以减少死锁发生的概率。对于ReentrantLock,官方有详细的说明：一个可重入的互斥锁定 Lock，它具有与使用 synchronized 方法和语句所访问的隐式监视器锁定相同的一些基本行为和语义，但功能更强大。ReentrantLock 将由最近成功获得锁定，并且还没有释放该锁定的线程所拥有。当锁定没有被另一个线程所拥有时，调用 lock 的线程将成功获取该锁定并返回。如果当前线程已经拥有该锁定，此方法将立即返回。可以使用 isHeldByCurrentThread() 和 getHoldCount() 方法来检查此情况是否发生。ReentrantLock提供公平锁机制，构造方法接收一个可选的公平参数。当设置为true时，它是公平锁，这些所将访问权授予等待时间最长的线程。否则该锁将无法保证线程获取锁的访问顺序。但是公平锁与非公平锁相比，公平锁的程序在许多线程访问时表现为很低的总体吞吐量。

/**
     * 默认构造方法，非公平锁
     */
    public ReentrantLock() {
        sync = new NonfairSync();
    }

    /**
     * true公平锁，false非公平锁
     * @param fair
     */
    public ReentrantLock(boolean fair) {
        sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
    }

以下是一个简单的使用实例（【java7并发编程实战手册】）：

public class PrintQueue {
    private final Lock queueLock = new ReentrantLock();
    
    public void printJob(Object document){
        try {
            queueLock.lock();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": Going to print a document");
            Long duration = (long) (Math.random() * 10000);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":PrintQueue: Printing a Job during " + (duration / 1000) + " seconds");
            Thread.sleep(duration);
            System.out.printf(Thread.currentThread().getName() + ": The document has been printed\n");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            queueLock.unlock();
        }
    }
}
public class Job implements Runnable{
    
    private PrintQueue printQueue;
    
    public Job(PrintQueue printQueue){
        this.printQueue = printQueue;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        printQueue.printJob(new Object());
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        PrintQueue printQueue = new PrintQueue();
        
        Thread thread[]=new Thread[10];
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            thread[i] = new Thread(new Job(printQueue), "Thread " + i);
        }
        
        for(int i = 0 ; i < 10 ; i++){
            thread[i].start();
        }
    }
}

运行结果（部分）：

ReentrantLock与synchronized的区别

前面提到ReentrantLock提供了比synchronized更加灵活和强大的锁机制，那么它的灵活和强大之处在哪里呢？他们之间又有什么相异之处呢？首先他们肯定具有相同的功能和内存语义。1、与synchronized相比，ReentrantLock提供了更多，更加全面的功能，具备更强的扩展性。例如：时间锁等候，可中断锁等候，锁投票。2、ReentrantLock还提供了条件Condition，对线程的等待、唤醒操作更加详细和灵活，所以在多个条件变量和高度竞争锁的地方，ReentrantLock更加适合（以后会阐述Condition）。3、ReentrantLock提供了可轮询的锁请求。它会尝试着去获取锁，如果成功则继续，否则可以等到下次运行时处理，而synchronized则一旦进入锁请求要么成功要么阻塞，所以相比synchronized而言，ReentrantLock会不容易产生死锁些。4、ReentrantLock支持更加灵活的同步代码块，但是使用synchronized时，只能在同一个synchronized块结构中获取和释放。注：ReentrantLock的锁释放一定要在finally中处理，否则可能会产生严重的后果。5、ReentrantLock支持中断处理，且性能较synchronized会好些。敬请关注下篇：【Java并发编程实战】—–“J.U.C”：ReentrantLock之二lock()分析参考文献：1、可重入的互斥锁—ReentrantLock2、再谈重入锁—ReentrantLock3、ReentrantLock与synchronized