8、Lock

Lock应用场景

1. 解决获取锁的等待问题
2. 读写锁的分离
3. 其它锁的操作

Synchronized和Lock异同

1. 类型不同：lock是接口，是jdk层面的实现；synchronized是java关键字，是jvm层面的实现，是java的内置特性；这也造成了在锁管理上的不同
2. 释放锁的方式：lock在编码的过程操作锁，需要主动调用方法释放锁，配合try模块，在finally中释放锁；synchronized由于是jvm的实现，获取和释放锁都是不可见的，当发生异常时，锁的释放由jvm实现
3. 获取锁的过程：lock通过方法获取锁，方便的进行多种操作（设置获取锁的超时时间、中断等待获取锁的线程）；
4. 效率：基于读写锁的扩展，lock可以提高多个线程进行读操作的效率，在高并发的情况下，效率会明显提高

java.util.concurrent.locks包下常用的类

1. Lock接口

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

• lock（）获取锁，如果已被其它线程获取，则进行等待，必须在try{}catch{}块中使用
• tryLock（）尝试获取锁，如果获取成功，返回true，否则返回false，在拿不到锁时不会一直等待
• lockInterruptibly（）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；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
• unlock（）释放锁
• tryLock（time，unit） 设置获取锁的超时时间

    2. ReentrantLock类

    可重入锁，ReentrantLock是唯一个实现Lock接口的类

    3. ReadWriteLock接口

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

    4. ReentrantReadWriteLock类

        实现了ReadWriteLock接口

锁的相关概念

1. 可重入锁：Synchronized和ReentrantLock都是重入锁，可重入性实际上表明了锁的分配机制（基于线程的分配，而不是基于方法调用的分配），例子（当一个线程执行到某个synchronized方法时，比如说method1，而在method1中会调用另外一个synchronized方法method2，此时线程不必重新去申请锁，而是可以直接执行方法method2）
2. 可中断锁：在Java中，synchronized就不是可中断锁，而Lock是可中断锁。如果某一线程A正在执行锁中的代码，另一线程B正在等待获取该锁，可能由于等待时间过长，线程B不想等待了，想先处理其他事情，我们可以让它中断自己或者在别的线程中中断它，这种就是可中断锁。
3. 公平锁：公平锁即尽量以请求锁的顺序来获取锁。比如同是有多个线程在等待一个锁，当这个锁被释放时，等待时间最久的线程（最先请求的线程）会获得该所，这种就是公平锁。非公平锁即无法保证锁的获取是按照请求锁的顺序进行的。这样就可能导致某个或者一些线程永远获取不到锁。在Java中，synchronized就是非公平锁，它无法保证等待的线程获取锁的顺序。而对于ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock，它默认情况下是非公平锁，但是可以设置为公平锁
4. 读写锁：读写锁将对一个资源（比如文件）的访问分成了2个锁，一个读锁和一个写锁。正因为有了读写锁，才使得多个线程之间的读操作不会发生冲突。ReadWriteLock就是读写锁，它是一个接口，ReentrantReadWriteLock实现了这个接口。可以通过readLock()获取读锁，通过writeLock()获取写锁。

使用Lock的优点

• 可以实现公平性
• 非阻塞的获取锁
• 能被中断的获取锁
• 超时获取锁