详解Java多线程锁之Lock和ReadWriteLock

Lock接口的实现类

ReentrantLock是实现了Lock接口的类,属于独享锁,独享锁在同一时刻仅有一个线程可以进行访问。Lock接口很简单,实现了如下:

 
public interface Lock {	
    void lock();	
    void lockInterruptibly() throws InterruptedException;	
    boolean tryLock();	
    boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;	
    void unlock();	
    Condition newCondition();	
}

lock()和unlock()

lock()和unlock()必须成对出现。一般来说,使用lock必须在try{}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ReentrantLock来进行同步的话,是以下面这种形式去使用的:

 
ReentrantLock lock = ...;	
lock.lock();	
try{	
    //处理任务	
}catch(Exception ex){	
     	
}finally{	
    lock.unlock();   //释放锁	
}

tryLock()

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)

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。

lockInterruptibly()

这是一个可中断的获取锁方法。
如果没有其他线程持有锁,则当前线程获取到锁,并为锁计数加1,并且立即返回;如果当前线程已经持有锁,则为锁计数加1,并立即返回。
如果其他线程持有锁,则当前线程将休眠直到下面两个事件中的一个发生:

  1. 当前线程获取到锁

  2. 其他线程中断当前线程

简而言之,lockInterruptibly()在线程等待锁期间是可以被interrupt的,而lock()在多线程等待锁期间是无视interrupt的。

实验示例:

 
class MyThread {	
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {	
        final Lock lock = new ReentrantLock();	
        lock.lock();	
        Thread t1 = new Thread(() -> {	
                lock.lock(); //注释这行把下面注释打开再试试	
//            try {	
//                lock.lockInterruptibly();	
//            } catch (InterruptedException e) {	
//                e.printStackTrace();	
//            }	
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " interrupted.");	
        });	
        t1.start();	
        Thread.sleep(1000);	
        t1.interrupt();	
        Thread.sleep(3000);	
    }	
}

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。

ReadWriteLock接口的实现类

ReadWriteLock也是一个接口,在它里面只定义了两个方法:

 
public interface ReadWriteLock {	
    /**	
     * Returns the lock used for reading.	
     *	
     * @return the lock used for reading.	
     */	
    Lock readLock();	
 	
    /**	
     * Returns the lock used for writing.	
     *	
     * @return the lock used for writing.	
     */	
    Lock writeLock();	
}

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。ReentrantReadWriteLock实现了ReadWriteLock接口。

线程进入读锁的前提条件:

  1. 没有其他线程的写锁,

  2. 没有写请求或者有写请求,但调用线程和持有锁的线程是同一个 线程进入写锁的前提条件:

  3. 没有其他线程的读锁

  4. 没有其他线程的写锁

ReentrantReadWriteLock支持以下功能:

  1. 支持公平和非公平的获取锁的方式;

  2. 支持可重入。读线程在获取了读锁后还可以获取读锁;写线程在获取了写锁之后既可以再次获取写锁又可以获取读锁;

  3. 还允许从写入锁降级为读取锁,其实现方式是:先获取写入锁,然后获取读取锁,最后释放写入锁。但是,从读取锁升级到写入锁是不允许的;

  4. 读取锁和写入锁都支持锁获取期间的中断;

  5. Condition支持。仅写入锁提供了一个 Conditon 实现;读取锁不支持 Conditon ,readLock().newCondition() 会抛出 UnsupportedOperationException。

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。
使用实例:

 
public class Test {	
    private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();	
     	
    public static void main(String[] args)  {	
        final Test test = new Test();	
         	
        new Thread(){	
            public void run() {	
                test.get(Thread.currentThread());	
            };	
        }.start();	
         	
        new Thread(){	
            public void run() {	
                test.get(Thread.currentThread());	
            };	
        }.start();	
         	
    }  	
    // 如果将函数改成synchronized的,会降低多线程的执行效率	
    public void get(Thread thread) {	
        rwl.readLock().lock();	
        try {	
            long start = System.currentTimeMillis();	
             	
            while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {	
                System.out.println(thread.getName()+"正在进行读操作");	
            }	
            System.out.println(thread.getName()+"读操作完毕");	
        } finally {	
            rwl.readLock().unlock();	
        }	
    }	
}

Lock/ReadWriteLock和synchronized的区别:

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

官方表示,他们更支持synchronize,在未来的版本中还有优化余地,所以还是提倡在synchronized能实现需求的情况下,优先考虑使用synchronized来进行同步。

 

详解Java多线程锁之Lock和ReadWriteLock_第1张图片

 

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