Java并发编程：Lock

Dear 丶 2022-03-15 16:20 320阅读 0赞

# Java并发编程：Lock #

在上一篇文章中我们讲到了如何使用关键字synchronized来实现同步访问。本文我们继续来探讨这个问题，从Java 5之后，在java.util.concurrent.locks包下提供了另外一种方式来实现同步访问，那就是Lock。

也许有朋友会问，既然都可以通过synchronized来实现同步访问了，那么为什么还需要提供Lock？这个问题将在下面进行阐述。本文先从synchronized的缺陷讲起，然后再讲述java.util.concurrent.locks包下常用的有哪些类和接口，最后讨论以下一些关于锁的概念方面的东西

以下是本文目录大纲：

一.synchronized的缺陷

二.java.util.concurrent.locks包下常用的类

三.锁的相关概念介绍

若有不正之处请多多谅解，并欢迎批评指正。

请尊重作者劳动成果，转载请标明原文链接：

http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3923167.html

## 一.synchronized的缺陷 ##

synchronized是java中的一个关键字，也就是说是Java语言内置的特性。那么为什么会出现Lock呢？

在上面一篇文章中，我们了解到如果一个代码块被synchronized修饰了，当一个线程获取了对应的锁，并执行该代码块时，其他线程便只能一直等待，等待获取锁的线程释放锁，而这里获取锁的线程释放锁只会有两种情况：

1）获取锁的线程执行完了该代码块，然后线程释放对锁的占有；

2）线程执行发生异常，此时JVM会让线程自动释放锁。

那么如果这个获取锁的线程由于要等待IO或者其他原因（比如调用sleep方法）被阻塞了，但是又没有释放锁，其他线程便只能干巴巴地等待，试想一下，这多么影响程序执行效率。

因此就需要有一种机制可以不让等待的线程一直无期限地等待下去（比如只等待一定的时间或者能够响应中断），通过Lock就可以办到。

再举个例子：当有多个线程读写文件时，读操作和写操作会发生冲突现象，写操作和写操作会发生冲突现象，但是读操作和读操作不会发生冲突现象。

但是采用synchronized关键字来实现同步的话，就会导致一个问题：

如果多个线程都只是进行读操作，所以当一个线程在进行读操作时，其他线程只能等待无法进行读操作。

因此就需要一种机制来使得多个线程都只是进行读操作时，线程之间不会发生冲突，通过Lock就可以办到。

另外，通过Lock可以知道线程有没有成功获取到锁。这个是synchronized无法办到的。

总结一下，也就是说Lock提供了比synchronized更多的功能。但是要注意以下几点：

1）Lock不是Java语言内置的，synchronized是Java语言的关键字，因此是内置特性。Lock是一个类，通过这个类可以实现同步访问；

2）Lock和synchronized有一点非常大的不同，采用synchronized不需要用户去手动释放锁，当synchronized方法或者synchronized代码块执行完之后，系统会自动让线程释放对锁的占用；而Lock则必须要用户去手动释放锁，如果没有主动释放锁，就有可能导致出现死锁现象。

## 二.java.util.concurrent.locks包下常用的类 ##

下面我们就来探讨一下java.util.concurrent.locks包中常用的类和接口。

**1.Lock**

首先要说明的就是Lock，通过查看Lock的源码可知，Lock是一个接口：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 </td> 
 <td> <code>public</code>&nbsp;<code>interface</code>&nbsp;<code>Lock { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>void</code>&nbsp;<code>lock();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>void</code>&nbsp;<code>lockInterruptibly()&nbsp;</code><code>throws</code>&nbsp;<code>InterruptedException;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>boolean</code>&nbsp;<code>tryLock();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>boolean</code>&nbsp;<code>tryLock(</code><code>long</code>&nbsp;<code>time, TimeUnit unit)&nbsp;</code><code>throws</code>&nbsp;<code>InterruptedException;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>void</code>&nbsp;<code>unlock();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>Condition newCondition();</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

下面来逐个讲述Lock接口中每个方法的使用，lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)和lockInterruptibly()是用来获取锁的。unLock()方法是用来释放锁的。newCondition()这个方法暂且不在此讲述，会在后面的线程协作一文中讲述。

在Lock中声明了四个方法来获取锁，那么这四个方法有何区别呢？

首先lock()方法是平常使用得最多的一个方法，就是用来获取锁。如果锁已被其他线程获取，则进行等待。

由于在前面讲到如果采用Lock，必须主动去释放锁，并且在发生异常时，不会自动释放锁。因此一般来说，使用Lock必须在try\{\}catch\{\}块中进行，并且将释放锁的操作放在finally块中进行，以保证锁一定被被释放，防止死锁的发生。通常使用Lock来进行同步的话，是以下面这种形式去使用的：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 </td> 
 <td> <code>Lock lock = ...;</code> <code>lock.lock();</code> <code>try</code><code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//处理任务</code> <code>}</code><code>catch</code><code>(Exception ex){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>}</code><code>finally</code><code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>lock.unlock();&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//释放锁</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

tryLock()方法是有返回值的，它表示用来尝试获取锁，如果获取成功，则返回true，如果获取失败（即锁已被其他线程获取），则返回false，也就说这个方法无论如何都会立即返回。在拿不到锁时不会一直在那等待。

tryLock(long time, TimeUnit unit)方法和tryLock()方法是类似的，只不过区别在于这个方法在拿不到锁时会等待一定的时间，在时间期限之内如果还拿不到锁，就返回false。如果如果一开始拿到锁或者在等待期间内拿到了锁，则返回true。

所以，一般情况下通过tryLock来获取锁时是这样使用的：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 </td> 
 <td> <code>Lock lock = ...;</code> <code>if</code><code>(lock.tryLock()) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>try</code><code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//处理任务</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>catch</code><code>(Exception ex){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>finally</code><code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>lock.unlock();&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//释放锁</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}&nbsp;</code> <code>}</code><code>else</code>&nbsp;<code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//如果不能获取锁，则直接做其他事情</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

lockInterruptibly()方法比较特殊，当通过这个方法去获取锁时，如果线程正在等待获取锁，则这个线程能够响应中断，即中断线程的等待状态。也就使说，当两个线程同时通过lock.lockInterruptibly()想获取某个锁时，假若此时线程A获取到了锁，而线程B只有在等待，那么对线程B调用threadB.interrupt()方法能够中断线程B的等待过程。

由于lockInterruptibly()的声明中抛出了异常，所以lock.lockInterruptibly()必须放在try块中或者在调用lockInterruptibly()的方法外声明抛出InterruptedException。

因此lockInterruptibly()一般的使用形式如下：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 </td> 
 <td> <code>public</code>&nbsp;<code>void</code>&nbsp;<code>method()&nbsp;</code><code>throws</code>&nbsp;<code>InterruptedException { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>lock.lockInterruptibly();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>try</code>&nbsp;<code>{&nbsp;&nbsp;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//.....</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>finally</code>&nbsp;<code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>lock.unlock();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}&nbsp;&nbsp;</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

注意，当一个线程获取了锁之后，是不会被interrupt()方法中断的。因为本身在前面的文章中讲过单独调用interrupt()方法不能中断正在运行过程中的线程，只能中断阻塞过程中的线程。

因此当通过lockInterruptibly()方法获取某个锁时，如果不能获取到，只有进行等待的情况下，是可以响应中断的。

而用synchronized修饰的话，当一个线程处于等待某个锁的状态，是无法被中断的，只有一直等待下去。

**2.ReentrantLock**

ReentrantLock，意思是“可重入锁”，关于可重入锁的概念在下一节讲述。ReentrantLock是唯一实现了Lock接口的类，并且ReentrantLock提供了更多的方法。下面通过一些实例看具体看一下如何使用ReentrantLock。

例子1，lock()的正确使用方法

各位朋友先想一下这段代码的输出结果是什么？

![ExpandedBlockStart.gif][]

Thread-0得到了锁
    Thread-1得到了锁
    Thread-0释放了锁
    Thread-1释放了锁

也许有朋友会问，怎么会输出这个结果？第二个线程怎么会在第一个线程释放锁之前得到了锁？原因在于，在insert方法中的lock变量是局部变量，每个线程执行该方法时都会保存一个副本，那么理所当然每个线程执行到lock.lock()处获取的是不同的锁，所以就不会发生冲突。

知道了原因改起来就比较容易了，只需要将lock声明为类的属性即可。

这样就是正确地使用Lock的方法了。

例子2，tryLock()的使用方法

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 </td> 
 <td> <code>public</code>&nbsp;<code>class</code>&nbsp;<code>Test { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>private</code>&nbsp;<code>ArrayList&lt;Integer&gt; arrayList =&nbsp;</code><code>new</code>&nbsp;<code>ArrayList&lt;Integer&gt;();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>private</code>&nbsp;<code>Lock lock =&nbsp;</code><code>new</code>&nbsp;<code>ReentrantLock();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//注意这个地方</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code>&nbsp;<code>static</code>&nbsp;<code>void</code>&nbsp;<code>main(String[] args)&nbsp; { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>final</code>&nbsp;<code>Test test =&nbsp;</code><code>new</code>&nbsp;<code>Test();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>new</code>&nbsp;<code>Thread(){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code>&nbsp;<code>void</code>&nbsp;<code>run() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>test.insert(Thread.currentThread());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>};</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}.start();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>new</code>&nbsp;<code>Thread(){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code>&nbsp;<code>void</code>&nbsp;<code>run() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>test.insert(Thread.currentThread());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>};</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}.start();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}&nbsp;&nbsp;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code>&nbsp;<code>void</code>&nbsp;<code>insert(Thread thread) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code><code>(lock.tryLock()) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>try</code>&nbsp;<code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(thread.getName()+</code><code>"得到了锁"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>for</code><code>(</code><code>int</code>&nbsp;<code>i=</code><code>0</code><code>;i&lt;</code><code>5</code><code>;i++) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>arrayList.add(i);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}&nbsp;</code><code>catch</code>&nbsp;<code>(Exception e) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>// TODO: handle exception</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code><code>finally</code>&nbsp;<code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(thread.getName()+</code><code>"释放了锁"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>lock.unlock();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}&nbsp;</code><code>else</code>&nbsp;<code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(thread.getName()+</code><code>"获取锁失败"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

输出结果：

![ExpandedBlockStart.gif][]

Thread-0得到了锁
    Thread-1获取锁失败
    Thread-0释放了锁

例子3，lockInterruptibly()响应中断的使用方法：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 </td> 
 <td> <code>public</code>&nbsp;<code>class</code>&nbsp;<code>Test { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>private</code>&nbsp;<code>Lock lock =&nbsp;</code><code>new</code>&nbsp;<code>ReentrantLock();&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code>&nbsp;<code>static</code>&nbsp;<code>void</code>&nbsp;<code>main(String[] args)&nbsp; { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>Test test =&nbsp;</code><code>new</code>&nbsp;<code>Test();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>MyThread thread1 =&nbsp;</code><code>new</code>&nbsp;<code>MyThread(test);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>MyThread thread2 =&nbsp;</code><code>new</code>&nbsp;<code>MyThread(test);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>thread1.start();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>thread2.start();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>try</code>&nbsp;<code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>Thread.sleep(</code><code>2000</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}&nbsp;</code><code>catch</code>&nbsp;<code>(InterruptedException e) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>e.printStackTrace();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>thread2.interrupt();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}&nbsp;&nbsp;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code>&nbsp;<code>void</code>&nbsp;<code>insert(Thread thread)&nbsp;</code><code>throws</code>&nbsp;<code>InterruptedException{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>lock.lockInterruptibly();&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//注意，如果需要正确中断等待锁的线程，必须将获取锁放在外面，然后将InterruptedException抛出</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>try</code>&nbsp;<code>{&nbsp;&nbsp;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(thread.getName()+</code><code>"得到了锁"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>long</code>&nbsp;<code>startTime = System.currentTimeMillis();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>for</code><code>(&nbsp;&nbsp;&nbsp; ;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ;) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code><code>(System.currentTimeMillis() - startTime &gt;= Integer.MAX_VALUE)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>break</code><code>;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//插入数据</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>finally</code>&nbsp;<code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(Thread.currentThread().getName()+</code><code>"执行finally"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>lock.unlock();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(thread.getName()+</code><code>"释放了锁"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}&nbsp;&nbsp;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> &nbsp; <code>class</code>&nbsp;<code>MyThread&nbsp;</code><code>extends</code>&nbsp;<code>Thread { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>private</code>&nbsp;<code>Test test =&nbsp;</code><code>null</code><code>;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code>&nbsp;<code>MyThread(Test test) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>this</code><code>.test = test;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>@Override</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code>&nbsp;<code>void</code>&nbsp;<code>run() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>try</code>&nbsp;<code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>test.insert(Thread.currentThread());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}&nbsp;</code><code>catch</code>&nbsp;<code>(InterruptedException e) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(Thread.currentThread().getName()+</code><code>"被中断"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

运行之后，发现thread2能够被正确中断。

**3.ReadWriteLock**

ReadWriteLock也是一个接口，在它里面只定义了两个方法：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 </td> 
 <td> <code>public</code>&nbsp;<code>interface</code>&nbsp;<code>ReadWriteLock { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>/**</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>* Returns the lock used for reading.</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>*</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>* @return the lock used for reading.</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>*/</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>Lock readLock();</code> &nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>/**</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>* Returns the lock used for writing.</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>*</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>* @return the lock used for writing.</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>*/</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>Lock writeLock();</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

一个用来获取读锁，一个用来获取写锁。也就是说将文件的读写操作分开，分成2个锁来分配给线程，从而使得多个线程可以同时进行读操作。下面的ReentrantReadWriteLock实现了ReadWriteLock接口。

**4.ReentrantReadWriteLock**

ReentrantReadWriteLock里面提供了很多丰富的方法，不过最主要的有两个方法：readLock()和writeLock()用来获取读锁和写锁。

下面通过几个例子来看一下ReentrantReadWriteLock具体用法。

假如有多个线程要同时进行读操作的话，先看一下synchronized达到的效果：

这段程序的输出结果会是，直到thread1执行完读操作之后，才会打印thread2执行读操作的信息。

![ExpandedBlockStart.gif][]

![复制代码][copycode.gif]

Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0读操作完毕
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1读操作完毕

![复制代码][copycode.gif]

而改成用读写锁的话：

此时打印的结果为：

![ExpandedBlockStart.gif][]

![复制代码][copycode.gif]

Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-0正在进行读操作
    Thread-1正在进行读操作
    Thread-0读操作完毕
    Thread-1读操作完毕

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说明thread1和thread2在同时进行读操作。

这样就大大提升了读操作的效率。

不过要注意的是，如果有一个线程已经占用了读锁，则此时其他线程如果要申请写锁，则申请写锁的线程会一直等待释放读锁。

如果有一个线程已经占用了写锁，则此时其他线程如果申请写锁或者读锁，则申请的线程会一直等待释放写锁。

关于ReentrantReadWriteLock类中的其他方法感兴趣的朋友可以自行查阅API文档。

**5.Lock和synchronized的选择**

总结来说，Lock和synchronized有以下几点不同：

1）Lock是一个接口，而synchronized是Java中的关键字，synchronized是内置的语言实现；

2）synchronized在发生异常时，会自动释放线程占有的锁，因此不会导致死锁现象发生；而Lock在发生异常时，如果没有主动通过unLock()去释放锁，则很可能造成死锁现象，因此使用Lock时需要在finally块中释放锁；

3）Lock可以让等待锁的线程响应中断，而synchronized却不行，使用synchronized时，等待的线程会一直等待下去，不能够响应中断；

4）通过Lock可以知道有没有成功获取锁，而synchronized却无法办到。

5）Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。

在性能上来说，如果竞争资源不激烈，两者的性能是差不多的，而当竞争资源非常激烈时（即有大量线程同时竞争），此时Lock的性能要远远优于synchronized。所以说，在具体使用时要根据适当情况选择。

## 三.锁的相关概念介绍 ##

在前面介绍了Lock的基本使用，这一节来介绍一下与锁相关的几个概念。

**1.可重入锁**

如果锁具备可重入性，则称作为可重入锁。像synchronized和ReentrantLock都是可重入锁，可重入性在我看来实际上表明了锁的分配机制：基于线程的分配，而不是基于方法调用的分配。举个简单的例子，当一个线程执行到某个synchronized方法时，比如说method1，而在method1中会调用另外一个synchronized方法method2，此时线程不必重新去申请锁，而是可以直接执行方法method2。

看下面这段代码就明白了：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 </td> 
 <td> <code>class</code>&nbsp;<code>MyClass { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code>&nbsp;<code>synchronized</code>&nbsp;<code>void</code>&nbsp;<code>method1() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>method2();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code>&nbsp;<code>synchronized</code>&nbsp;<code>void</code>&nbsp;<code>method2() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

上述代码中的两个方法method1和method2都用synchronized修饰了，假如某一时刻，线程A执行到了method1，此时线程A获取了这个对象的锁，而由于method2也是synchronized方法，假如synchronized不具备可重入性，此时线程A需要重新申请锁。但是这就会造成一个问题，因为线程A已经持有了该对象的锁，而又在申请获取该对象的锁，这样就会线程A一直等待永远不会获取到的锁。

而由于synchronized和Lock都具备可重入性，所以不会发生上述现象。

**2.可中断锁**

可中断锁：顾名思义，就是可以相应中断的锁。

在Java中，synchronized就不是可中断锁，而Lock是可中断锁。

如果某一线程A正在执行锁中的代码，另一线程B正在等待获取该锁，可能由于等待时间过长，线程B不想等待了，想先处理其他事情，我们可以让它中断自己或者在别的线程中中断它，这种就是可中断锁。

在前面演示lockInterruptibly()的用法时已经体现了Lock的可中断性。

**3.公平锁**

公平锁即尽量以请求锁的顺序来获取锁。比如同是有多个线程在等待一个锁，当这个锁被释放时，等待时间最久的线程（最先请求的线程）会获得该所，这种就是公平锁。

非公平锁即无法保证锁的获取是按照请求锁的顺序进行的。这样就可能导致某个或者一些线程永远获取不到锁。

在Java中，synchronized就是非公平锁，它无法保证等待的线程获取锁的顺序。

而对于ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock，它默认情况下是非公平锁，但是可以设置为公平锁。

看一下这2个类的源代码就清楚了：

![201642145495232.jpg][]

在ReentrantLock中定义了2个静态内部类，一个是NotFairSync，一个是FairSync，分别用来实现非公平锁和公平锁。

我们可以在创建ReentrantLock对象时，通过以下方式来设置锁的公平性：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 </td> 
 <td> <code>ReentrantLock lock =&nbsp;</code><code>new</code>&nbsp;<code>ReentrantLock(</code><code>true</code><code>);</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

如果参数为true表示为公平锁，为fasle为非公平锁。默认情况下，如果使用无参构造器，则是非公平锁。

![201646038317744.jpg][]

另外在ReentrantLock类中定义了很多方法，比如：

isFair() //判断锁是否是公平锁

isLocked() //判断锁是否被任何线程获取了

isHeldByCurrentThread() //判断锁是否被当前线程获取了

hasQueuedThreads() //判断是否有线程在等待该锁

在ReentrantReadWriteLock中也有类似的方法，同样也可以设置为公平锁和非公平锁。不过要记住，ReentrantReadWriteLock并未实现Lock接口，它实现的是ReadWriteLock接口。

**4.读写锁**

读写锁将对一个资源（比如文件）的访问分成了2个锁，一个读锁和一个写锁。

正因为有了读写锁，才使得多个线程之间的读操作不会发生冲突。

ReadWriteLock就是读写锁，它是一个接口，ReentrantReadWriteLock实现了这个接口。

可以通过readLock()获取读锁，通过writeLock()获取写锁。

上面已经演示过了读写锁的使用方法，在此不再赘述。

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[201642145495232.jpg]: /images/20220315/8fd30b146ddf44a0a16b6f43e5518f47.png
[201646038317744.jpg]: /images/20220315/c87129539127415087079f89b3eda8d1.png