java并发之Lock
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。
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：
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public
interface
Lock {
void
lock();
void
lockInterruptibly()
throws
InterruptedException;
boolean
tryLock();
boolean
tryLock(
long
time, TimeUnit unit)
throws
InterruptedException;
void
unlock();
Condition newCondition();
}
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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：
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Lock lock = ...;
lock.lock();
try
{
//处理任务
}
catch
(Exception ex){
}
finally
{
lock.unlock();
//释放锁
}
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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：
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Lock lock = ...;
if
(lock.tryLock()) {
try
{
//处理任务
}
catch
(Exception ex){
}
finally
{
lock.unlock();
//释放锁
}
}
else
{
//如果不能获取锁，则直接做其他事情
}
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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：
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public
void
method()
throws
InterruptedException {
lock.lockInterruptibly();
try
{
//.....
}
finally
{
lock.unlock();
}
}
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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
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public
class
Test {
private
ArrayList
new
ArrayList
public
static
void
main(String[] args) {
final
Test test =
new
Test();
new
Thread(){
public
void
run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();
new
Thread(){
public
void
run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();
}
public
void
insert(Thread thread) {
Lock lock =
new
ReentrantLock();
//注意这个地方
lock.lock();
try
{
System.out.println(thread.getName()+
"得到了锁"
);
for
(
int
i=
0
;i<
5
;i++) {
arrayList.add(i);
}
}
catch
(Exception e) {
// TODO: handle exception
}
finally
{
System.out.println(thread.getName()+
"释放了锁"
);
lock.unlock();
}
}
}
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各位朋友先想一下这段代码的输出结果是什么？
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。
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public
class
Test {
private
ArrayList
new
ArrayList
private
Lock lock =
new
ReentrantLock();
//注意这个地方
public
static
void
main(String[] args) {
final
Test test =
new
Test();
new
Thread(){
public
void
run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();
new
Thread(){
public
void
run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();
}
public
void
insert(Thread thread) {
lock.lock();
try
{
System.out.println(thread.getName()+
"得到了锁"
);
for
(
int
i=
0
;i<
5
;i++) {
arrayList.add(i);
}
}
catch
(Exception e) {
// TODO: handle exception
}
finally
{
System.out.println(thread.getName()+
"释放了锁"
);
lock.unlock();
}
}
}
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这样就是正确地使用Lock的方法了。
例子2，tryLock()的使用方法
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public
class
Test {
private
ArrayList
new
ArrayList
private
Lock lock =
new
ReentrantLock();
//注意这个地方
public
static
void
main(String[] args) {
final
Test test =
new
Test();
new
Thread(){
public
void
run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();
new
Thread(){
public
void
run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();
}
public
void
insert(Thread thread) {
if
(lock.tryLock()) {
try
{
System.out.println(thread.getName()+
"得到了锁"
);
for
(
int
i=
0
;i<
5
;i++) {
arrayList.add(i);
}
}
catch
(Exception e) {
// TODO: handle exception
}
finally
{
System.out.println(thread.getName()+
"释放了锁"
);
lock.unlock();
}
}
else
{
System.out.println(thread.getName()+
"获取锁失败"
);
}
}
}
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输出结果：
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：
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public
class
Test {
private
Lock lock =
new
ReentrantLock();
public
static
void
main(String[] args) {
Test test =
new
Test();
MyThread thread1 =
new
MyThread(test);
MyThread thread2 =
new
MyThread(test);
thread1.start();
thread2.start();
try
{
Thread.sleep(
2000
);
}
catch
(InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
thread2.interrupt();
}
public
void
insert(Thread thread)
throws
InterruptedException{
lock.lockInterruptibly();
//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
try
{
System.out.println(thread.getName()+
"得到了锁"
);
long
startTime = System.currentTimeMillis();
for
( ; ;) {
if
(System.currentTimeMillis() - startTime >= Integer.MAX_VALUE)
break
;
//插入数据
}
}
finally
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+
"执行finally"
);
lock.unlock();
System.out.println(thread.getName()+
"释放了锁"
);
}
}
}
class
MyThread
extends
Thread {
private
Test test =
null
;
public
MyThread(Test test) {
this
.test = test;
}
@Override
public
void
run() {
try
{
test.insert(Thread.currentThread());
}
catch
(InterruptedException e) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+
"被中断"
);
}
}
}
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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：
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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。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：
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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();
}
public
synchronized
void
get(Thread thread) {
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"
);
}
}
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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。
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
而改成用读写锁的话：
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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();
}
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();
}
}
}
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此时打印的结果为：
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
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
参考：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3923167.html