彻底理解ReentrantLock可重入锁的使用

java除了使用关键字synchronized外,还可以使用ReentrantLock实现独占锁的功能。而且ReentrantLock相比synchronized而言功能更加丰富，使用起来更为灵活，也更适合复杂的并发场景。这篇文章主要是从使用的角度来分析一下ReentrantLock。下一篇文章再从源码的角度来分析一下。

一、简介

ReentrantLock常常对比着synchronized来分析，我们先对比着来看然后再一点一点分析。

（1）synchronized是独占锁，加锁和解锁的过程自动进行，易于操作，但不够灵活。ReentrantLock也是独占锁，加锁和解锁的过程需要手动进行，不易操作，但非常灵活。

（2）synchronized可重入，因为加锁和解锁自动进行，不必担心最后是否释放锁；ReentrantLock也可重入，但加锁和解锁需要手动进行，且次数需一样，否则其他线程无法获得锁。

（3）synchronized不可响应中断，一个线程获取不到锁就一直等着；ReentrantLock可以相应中断。

ReentrantLock好像比synchronized关键字没好太多，我们再去看看synchronized所没有的，一个最主要的就是ReentrantLock还可以实现公平锁机制。什么叫公平锁呢？也就是在锁上等待时间最长的线程将获得锁的使用权。通俗的理解就是谁排队时间最长谁先执行获取锁。

字数写的多可能大家都会烦，干脆直接上代码演示。

二、使用

1、简单使用

我们先给出一个最基础的使用案例，也就是实现锁的功能。

1public class ReentrantLockTest {
 2    private static final Lock lock = new ReentrantLock();
 3    public static void main(String[] args) {
 4        new Thread(() -> test(),"线程A").start();
 5        new Thread(() -> test(),"线程B").start(); 
 6    }
 7    public static void  test()  {
 8        try {
 9            lock.lock();
10            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取了锁");
11            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
12        } catch (InterruptedException e) {
13            e.printStackTrace();
14        }finally {
15            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"释放了锁");
16            lock.unlock();
17        }   
18    }
19}

在这里我们定义了一个ReentrantLock，然后再test方法中分别lock和unlock，运行一遍就可以实现我们的功能。这就是最简单的功能实现，代码很简单。我们再看看ReentrantLock和synchronized不一样的地方，那就是公平锁的实现。

2、公平锁实现

对于公平锁的实现，就要结合着我们的可重入性质了。公平锁的含义我们上面已经说了，就是谁等的时间最长，谁就先获取锁。

1public class ReentrantLockTest2 {
 2    private static final Lock lock = new ReentrantLock(true);
 3    public static void main(String[] args) {
 4        new Thread(() -> test(),"线程A").start();
 5        new Thread(() -> test(),"线程B").start(); 
 6        new Thread(() -> test(),"线程C").start(); 
 7        new Thread(() -> test(),"线程D").start(); 
 8        new Thread(() -> test(),"线程E").start(); 
 9    }
10    public static void  test()  {
11        for(int i=0;i<2;i++) {
12            try {
13                lock.lock();
14                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取了锁");
15                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
16            } catch (InterruptedException e) {
17                e.printStackTrace();
18            }finally {
19                lock.unlock();
20            }   
21        }
22    }
23}

首先new一个ReentrantLock的时候参数为true，表明实现公平锁机制。在这里我们多定义几个线程ABCDE，然后再test方法中循环执行了两次加锁和解锁的过程。

3、非公平锁实现

非公平锁那就随机的获取，谁运气好，cpu时间片轮到哪个线程，哪个线程就能获取锁，和上面公平锁的区别很简单，就在于先new一个ReentrantLock的时候参数为false，当然我们也可以不写，默认就是false。直接测试一下

4、响应中断

响应中断就是一个线程获取不到锁，不会傻傻的一直等下去，ReentrantLock会给与一个中断回应。在这里我们举一个死锁的案例。

首先我们定义一个测试类ReentrantLockTest3。

1public class ReentrantLockTest3 {
 2    static Lock lock1 = new ReentrantLock();
 3    static Lock lock2 = new ReentrantLock();
 4    public static void main(String[] args) 
 5                            throws InterruptedException {
 6        Thread thread = new Thread(new ThreadDemo(lock1, lock2));
 7        Thread thread1 = new Thread(new ThreadDemo(lock2, lock1));
 8        thread.start();
 9        thread1.start();
10        thread.interrupt();//是第一个线程中断
11    }
12}

在这里我们定义了两个锁lock1和lock2。然后使用两个线程thread和thread1构造死锁场景。正常情况下，这两个线程相互等待获取资源而处于死循环状态。但是我们此时thread中断，另外一个线程就可以获取资源，正常的执行了。

1  static class ThreadDemo implements Runnable {
 2        Lock firstLock;
 3        Lock secondLock;
 4        public ThreadDemo(Lock firstLock, Lock secondLock) {
 5            this.firstLock = firstLock;
 6            this.secondLock = secondLock;
 7        }
 8        @Override
 9        public void run() {
10            try {
11                firstLock.lockInterruptibly();
12                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(50);
13                secondLock.lockInterruptibly();
14            } catch (InterruptedException e) {
15                e.printStackTrace();
16            } finally {
17                firstLock.unlock();
18                secondLock.unlock();
19                System.out.println(Thread.currentThread().getName()
20                                   +"获取到了资源，正常结束!");
21            }
22        }
23    }

我们运行测试一下：

5、限时等待

这个是什么意思呢？也就是通过我们的tryLock方法来实现，可以选择传入时间参数,表示等待指定的时间,无参则表示立即返回锁申请的结果:true表示获取锁成功,false表示获取锁失败。我们可以将这种方法用来解决死锁问题。

首先还是测试代码，不过在这里我们不需要再去中断其中的线程了，我们直接看线程类是如何实现的。

1    static class ThreadDemo implements Runnable {
 2        Lock firstLock;
 3        Lock secondLock;
 4        public ThreadDemo(Lock firstLock, Lock secondLock) {
 5            this.firstLock = firstLock;
 6            this.secondLock = secondLock;
 7        }
 8        @Override
 9        public void run() {
10            try {
11                if(!lock1.tryLock()) {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);}
12                if(!lock2.tryLock()) {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);}      
13            } catch (InterruptedException e) {
14                e.printStackTrace();
15            } finally {
16                firstLock.unlock();
17                secondLock.unlock();
18                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正常结束!");
19            }
20        }
21    }

在这个案例中，一个线程获取lock1时候第一次失败，那就等10毫秒之后第二次获取，就这样一直不停的调试，一直等到获取到相应的资源为止。

当然，我们可以设置tryLock的超时等待时间tryLock(long timeout,TimeUnit unit)，也就是说一个线程在指定的时间内没有获取锁，那就会返回false，就可以再去做其他事了。

OK，到这里我们就把ReentrantLock常见的方法说明了，所以其原理，还是主要通过源码来解释。而且分析起来还需要集合AQS和CAS机制来分析。我也会在下一篇文章来分析。感谢大家的持续关注和支持。