java多线程学习 ReentrantLock类的使用

逃离我推掉我的手 2023-02-12 06:23 77阅读 0赞

### ReentrantLock类 ###

为了保证任何时刻只有一个线程能进入临界区，通常需要给临界区上锁，只有获得锁的线程才能进入临界区。为了达到上锁的目的，我们通常使用synchronized关键字。  
在Java SE 5.0之后，java引入了一个ReentrantLock类，也可以实现给代码块上锁和释放锁的效果。

#### lock方法 和unlock方法 ####

*  lock() 申请获得锁
    
     *  如果获得锁,该线程可以继续往下执行
     *  如果该锁已被其他线程获取,当前线程停止运行并进入阻塞状态,等待其他线程释放锁
 *  unlock() 释放锁
 *  ReentrantLock和synchronized锁一样是可重入锁,
    
     *  一个线程可以重复的获得已经持有的锁,锁保持一个持有计数（holdcount) 来跟踪对 lock 方法的嵌套调用。
     *  线程在每一次调用 lock 都要调用 unlock 来释放锁。
     *  由于这一特性， 被一个可重入锁保护的代码可以调用另一个使用相同的锁的方法。

import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
    public class myThread9 {
        
        //ReentrantLock类实现了Lock接口
        private static final Lock lock = new ReentrantLock();
        private int count = 0;
    
        public int getCount() {
        
            return count;
        }
    
        public void setCount(int count) {
        
            this.count = count;
        }
    
        public void add() {
        
            lock.lock();//申请获得锁
            try {
        
                //一般为了安全,一般用try把同步代码块的内容包裹起来
                //保证即使当前线程运行过程中出现异常,也能正常释放锁
                for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        
                    count++;
                }
            } finally {
        
                //一般在finally里释放锁
                lock.unlock();
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            myThread9 m = new myThread9();
            List<Thread> threads = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
                //新建10个线程,加入threads中
                Thread thread = new Thread(() -> {
        
                    m.add();
                }, "thread-" + i);
                threads.add(thread);
            }
            //逐一启动线程
            threads.forEach((thread -> thread.start()));
            //在主线程中利用join方法,等待所有方法完成
            threads.forEach(thread -> {
        
                try {
        
                    thread.join();
                } catch (InterruptedException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
            });
            //所有子线程运行结束,打印count值
            System.out.println(m.getCount());
        }
    }

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#### trylock方法(限时等待) ####

*  trylock():尝试获得锁,如果获得锁,返回true.如果没有获得锁,返回false(当前线程不会进入阻塞状态)
 *  trylock(long time,TimeUnit unit):在指定时间时间内尝试获得锁,如果成功获取锁,返回true,如果没有锁,返回false(当前线程不会进入阻塞状态)

import java.util.concurrent.TimeUnit;
    import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
    
    public class myThread9_1{
        
        //ReentrantLock类实现了Lock接口
        private static final Lock lock = new ReentrantLock();
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
            myThread9_1 m = new myThread9_1();
            //启动第一个线程,执行add方法
            new Thread(()->m.add(),"t1").start();
            //过1s后启动第二个线程执行testTryLock,确保第一个线程能先启动获得锁
            Thread.sleep(1000);
            new Thread(()->m.testTryLock(),"t2").start();
        }
    
        public void add(){
        
            lock.lock();
            try {
        
                //该线程获得锁后需要5s才能运行完毕释放锁
            for (int i = 0; i <5 ; i++) {
        
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":当前i的值为"+i);
                Thread.sleep(1000);
            }}catch (Exception e){
        
                e.printStackTrace();
            }finally {
        
                lock.unlock();
            }
        }
    
        public void testTryLock(){
        
            boolean flag=false;
            try {
        
                //可以尝试不同等待时间对比运行结果
                flag = lock.tryLock();//尝试立即获得锁
     //          flag = lock.tryLock(2,TimeUnit.SECONDS);//等待2s,尝试获得锁
    //           flag = lock.tryLock(6,TimeUnit.SECONDS);//等待6s,尝试获得锁
                if (flag){
        
                    //获得锁
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获得锁,执行同步代码块里内容");
                }else {
        
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"没有在规定时间内获得锁,执行非同步代码块内容");
                }
            }catch (Exception e){
        
                e.printStackTrace();
            }finally {
        
                if (flag){
        
                    //如过获得锁,要释放锁
                    lock.unlock();
                }
            }
        }
    }

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#### 公平锁 ####

含义:谁等的时间最长，谁就先获取锁。  
默认情况下,ReentrantLock是非公平锁,可以通过构造方法参数把ReentrantLock声明为公平锁

import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
    
    public class myThread9_2 {
        
        //在new ReentrantLock时传入true就可以把lock设置为公平锁(默认时false)
        private static final Lock lock = new ReentrantLock(true);
    
        public void test() {
        
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
        
                try {
        
                    lock.lock();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获得锁");
                    Thread.sleep(1000);
    
                } catch (Exception e) {
        
                    e.printStackTrace();
                } finally {
        
                    lock.unlock();
                }
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            myThread9_2 m = new myThread9_2();
            for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        
                //m::test等价于()->m.test();
                new Thread(m::test, "线程" + i).start();
            }
    
        }
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L21hbl96dW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L21hbl96dW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

#### ReentrantLock和synchronized的对比 ####

*  ReentrantLock和synchronized都是独占锁(排他锁),一个时刻都只能有一个线程持有该锁
 *  ReentrantLock和synchronized都是可重入锁,一个线程可以重复的获得已经持有的锁
 *  synchronized可以自动获得锁和释放锁,ReentrantLock需要手动获得锁并手动在finally里释放锁
 *  在性能上,ReentrantLock是轻量级锁;但jdk 1.5之后,synchronized加入了锁升级的概念(偏向锁,轻量级锁,重量级锁),所以二者性能相当.
 *  synchronized不可响应中断，一个线程获取不到锁就一直等着；ReentrantLock可以响应中断

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