讲讲JAVA之-ReentrantLock

怼烎@ 2024-02-05 19:15 36阅读 0赞

### 含义 ###

ReentrantLock 是Java 程序设计语言中的一种锁机制，它是 synchronized 关键字的替代者。在Java的jdk 1.5版本中引入了ReentrantLock，它位于java.util.concurrent.locks包中。

它表示可重入的锁，也就是说，如果当前线程试图获得一个已经由该线程持有的锁，那么请求会立即成功，并增加这个锁的重入计数。

ReentrantLock可用于实现多个线程之间的同步操作，它提供了与synchronized相同的互斥性和内存可见性的操作，但是它比synchronized更灵活，ReentrantLock拥有更多的功能，例如可以实现公平锁和非公平锁，还可以实现多个线程等待条件的功能

### 作用 ###

`ReentrantLock`在Java中主要用于对资源进行同步访问，以防止多个线程并发访问导致的数据不一致问题。它提供了一种机制，使得同一时刻只有一个线程能够访问被锁保护的代码块。

以下是`ReentrantLock`的常见应用场景：

1.  代替`synchronized`关键字：相比`synchronized`语句块或方法，`ReentrantLock`提供了更为灵活和高级的功能，如可中断的获取锁、公平锁、并发访问控制等。
2.  实现公平锁：对于处理高并发的应用程序，`ReentrantLock`可以实现公平锁，保证等待锁最长时间的线程优先获得锁。
3.  处理复杂的并发控制：通过`ReentrantLock`的`newCondition`方法，可以为每个锁生成一个条件对象。线程可以在条件对象上进行等待，当满足指定条件时，线程被唤醒并重新尝试获得锁。

例如，当一个线程在处理某项任务时需要等待另一个线程完成工作时，该线程可以先释放当前持有的锁，然后在一个Condition上进行等待。当其他线程完成工作后，可以通过`signal`或`signalAll`方法唤醒等待的线程

### 示例 ###

在上述示例中，X类有一把锁lock，m方法在执行过程中将会先获得这把锁，然后在finally代码块中释放锁，确保无论m方法如何结束，锁都会被释放。

class X {
          private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();   // ...
       public void m() {
            lock.lock();  // block until condition holds     try {
              // ... method body     } finally {
              lock.unlock()     }   } }

### 区别 ###

Lock和synchronized都可用于实现同步访问，但是它们在使用和功能上存在一些区别：

1.  可中断性：synchronized是不可中断的，除非获取锁成功或者方法体抛出异常。而ReentrantLock提供了一个lockInterruptibly()方法，可以在等待过程中响应中断。
2.  公平性：synchronized是非公平的，它无法保证等待的线程获取锁的顺序。而ReentrantLock可以设置为公平锁或非公平锁，当设置为公平锁的时候，等待最久的线程将优先获得锁。
3.  绑定多个条件：一个ReentrantLock可以同时绑定多个Condition对象，而synchronized会隐式的包含一个与之绑定的监视器队列，每一个监视器就相当于是一个隐式的只绑定一个条件的Condition，这样就造成了整个同步状态中只能存在一种等待线程类型的情况。
4.  锁的释放：使用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，系统会自动让线程释放对锁的占用；ReentrantLock则需要调用其unlock()方法来释放锁，通常为了确保锁最后能被释放，将释放锁的操作放到finally语句块中。
5.  性能差异：在Java早期版本中，synchronized的性能可能较差。但是随着JVM的发展，例如适应性自旋等技术的出现，JVM中synchronized的性能也有了大幅提升，所以现在在性能上两者的差距并不明显。
6.  使用方式：synchronized可以用于方法级别，或者代码块级别。而ReentrantLock则需要在try代码块中调用lock方法，并在finally语句块中调用unlock方法。