并发编程:ReentranLock和Condition

亦凉 2022-09-25 03:24 216阅读 0赞

# 并发编程:ReentranLock和Condition #

## 问题描述 ##

**synchronized关键字是JVM层提供的同步机制，我们无需对其异常或它行为做处理(比如释放资源)，可以说使用synchronized作同步是最简单但是同时也是比较粗粒度的。JDK1.5开始提供了更细粒度的同步控制，即提供了Lock锁机制和Condition对象，为同步做操作。**

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ReentranLock就像增强版的Synchronized功能，而Condition则提供了替代Object对象中等待和唤醒方法。 
    结合ReentranLock和Condition可以实现比较细粒度的控制并发中的资源共享问题。

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## Lock介绍和使用 ##

**Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作**。此实现允许更灵活的结构，可以具有差别很大的属性，  
可以支持多个相关的 Condition 对象。**锁是控制多个线程对共享资源进行访问的工具**。  
**通常，锁提供了对共享资源的独占访问**。一次只能有一个线程获得锁，对共享资源的所有访问都需要首先获得锁。  
不过，某些锁可能允许对共享资源并发访问，如 ReadWriteLock 的读取锁。

**synchronized关键字介绍**

synchronized 方法或语句的使用提供了对与每个对象相关的隐式监视器锁的访问，但却强制所有锁获取和释放均要出现在一个块结构中：当获取了多个锁时，它们必须以相反的顺序释放，且必须在与所有锁被获取时相同的词法范围内释放所有锁。虽然 synchronized 方法和语句的范围机制使得使用监视器锁编程方便了很多，而且还帮助避免了很多涉及到锁的常见编程错误，但有时也需要以更为灵活的方式使用锁。例如，某些遍历并发访问的数据结果的算法要求使用 “hand-over-hand” 或 “chain locking”：获取节点 A 的锁，然后再获取节点 B 的锁，然后释放 A 并获取 C，然后释放 B 并获取 D，依此类推。Lock 接口的实现允许锁在不同的作用范围内获取和释放，并允许以任何顺序获取和释放多个锁，从而支持使用这种技术。

**使用Lock注意**

**随着灵活性的增加，也带来了更多的责任。不使用块结构锁就失去了使用 synchronized 方法和语句时会出现的锁自动释放功能。在大多数情况下，应该使用以下语句：**

Lock l = ...; 
     l.lock();
     try {
         // access the resource protected by this lock
     } finally {
         l.unlock();
     }

**备注:**通常使用Lock要出现在try.. catch .. finally\{\} 代码块中，确保最终释放资源。

**常用方法**

public interface Lock {
    
        /**
         * Acquires the lock.
         * 获取锁，如果锁不可用，出于线程调度目的，将禁用当前线程，并且在获得锁之前，该线程将一直处于休眠状态。
         */
        void lock();
    
        /**
         * Acquires the lock only if it is free at the time of invocation.
         * 仅在调用时锁为空闲状态才获取该锁。 如果锁可用，则获取锁，并立即返回值 true。
         * 如果锁不可用，则此方法将立即返回值 false。 此方法的典型使用语句如下： 
    
              Lock lock = ...;
              if (lock.tryLock()) {
                      try {
                          // manipulate protected state
                      } finally {
                          lock.unlock();
                      }
                 } else {   
                      // perform alternative actions
                    }
    
         */
        boolean tryLock();
    
        /**
         * Releases the lock.
         * 释放锁资源
         */
        void unlock();
    
        /**
         * Returns a new Condition instance that is bound to this Lock instance.
         * 返回绑定到此 Lock 实例的新 Condition 实例。
         */
        Condition newCondition();
    }

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## Condition介绍和使用 ##

**Condition 将 Object 监视器方法（wait、notify 和 notifyAll）分解成截然不同的对象，以便通过将这些对象与任意 Lock 实现组合使用，为每个对象提供多个等待 set（wait-set）。其中，Lock 替代了 synchronized 方法和语句的使用，Condition 替代了 Object 监视器方法的使用。Condition 实例实质上被绑定到一个锁上。要为特定 Lock 实例获得 Condition 实例，请使用其 newCondition() 方法。**

**常用方法**

public interface Condition {
    
        /**
         * Causes the current thread to wait until it is signalled or Thread#interrupt interrupted.
         * 造成当前线程在接到信号或被中断之前一直处于等待状态。
         */
        void await() throws InterruptedException;
    
        /**
         * Causes the current thread to wait until it is signalled or interrupted,
         * or the specified waiting time elapses. This method is behaviorally
         * equivalent to:
         * 造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定等待时间之前一直处于等待状态
         */
        boolean await(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
    
        /**
         * Wakes up one waiting thread.
         * 唤醒一个等待线程
         */
        void signal();
    
        /**
         * Wakes up all waiting threads.
         * 唤醒所有等待线程
         */
        void signalAll();
    }

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## 总结说明 ##

**可以那么理解:**

**1、Lock是为了更高效的同步而应运而生的，替代synchronized关键字**  
**2、Condition是为了更灵活的等待唤醒机制，替代了Object的wait()、notify()、notifyAll()方法。**

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**Lock和synchronized区别**  
Lock 和 synchronized 有一点明显的区别 —— lock 必须在 finally 块中释放。否则，如果受保护的代码将抛出异常，锁就有可能永远得不到释放！这一点区别看起来可能没什么，但是实际上，它极为重要。忘记在 finally 块中释放锁，可能会在程序中留下一个定时炸弹，当有一天炸弹爆炸时，您要花费很大力气才有找到源头在哪。而使用同步，JVM 将确保锁会获得自动释放

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## 参考链接 ##

1、[https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp10264/][https_www.ibm.com_developerworks_cn_java_j-jtp10264]

[https_www.ibm.com_developerworks_cn_java_j-jtp10264]: https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp10264/