01.JUC 锁 - 概述

基本概念

J.U.C 指定的是 java.util.concurrent 包的简写。这个包在 JDK5 引入,大大增强了 Java 的并发特性。JDK7 还引入 ForkJoin 框架。

在 JUC 中,并发离不开锁,因为锁,才能真正实现并发访问。锁的整体框架如下:

01.JUC 锁 - 概述_第1张图片


Condition

条件,它是接口类型,它将 Object 监视器方法(wait、notify 和 notifyAll)分解成截然不同的对象,以便通过将这些对象与任意 Lock 实现组合使用,为每个对象提供多个等待 set (wait-set)。其中,Lock 替代了 synchronized 方法和语句的使用,Condition 替代了 Object 监视器方法的使用。可以通过await/signal 来休眠/唤醒线程。

public interface Condition {
    // 等待
    void await() throws InterruptedException;

    void awaitUninterruptibly();

    long awaitNanos(long nanosTimeout) throws InterruptedException;

    boolean await(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

    boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException;

    // 唤醒
    void signal();

    void signalAll();
}

Lock

即锁,它为接口类型,Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。此实现允许更灵活的结构,可以具有差别很大的属性,可以支持多个相关的 Condition 对象。

首先来看它的接口源码,主要围绕着获取锁/释放锁两个功能:

public interface Lock {

     // 获取锁,如果锁已被其他线程获取,则当前线程进入等待阻塞
     void lock();

     // 当两个线程同时通过该方法竞争某个锁时,若线程 A 获取到了锁,则线程 B 进入等待阻塞
     // 那么对线程 B 调用 threadB.interrupt() 方法能够中断线程B的等待过程。
     void lockInterruptibly() throws InterruptedException;

     // 获取锁,如果获取成功,则返回true,否则返回false
     // 即获取不到锁时不会一直等待,而是立即返回
     boolean tryLock();

     // 获取锁,如果获取成功,则返回true,否则等待一段时间继承尝试,仍然不成功 false
     boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

     // 释放锁
     void unlock();

     // 竞争条件
     Condition newCondition();
}

再来来看它的实现类:

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通过该类实现的锁类型如下:

  • ReadLock:读锁,也称共享锁,即同一时刻锁可以被多个不同线程持有。

  • WriteLock:写锁,也称独占锁(互斥锁),即同一时刻锁只能被一个锁线程持有。多个线程竞争锁时,只有一个线程能成功获取;失败线程则必须进入等待阻塞状态,等待锁被释放再次竞争。

  • ReentrantLock:重入锁,准确来说是一个可重入的互斥锁。可重入的意思是:指当线程在执行一个带锁的方法,该方法中又调用了另一个需要相同锁的方法,则该线程可以直接执行调用的方法,而无需重新获得锁。在锁的内部,通过一个变量来维护锁的重入计数

  • NonReentrantLock:非重入锁,与重入锁意思相反。


ReadWriteLock

即重写锁,它为接口类型, 维护了一对相关的锁,一个用于只读操作,另一个用于写入操作。只要没有 writer,读取锁可以由多个 reader 线程同时保持。写入锁是独占的。

public interface ReadWriteLock {
    Lock readLock();
    Lock writeLock();
}

再来看它的实现类:

输入图片说明

  • ReentrantReadWriteLock:该类表示可重入的读写锁

AQS

AQS,即 AbstractQueuedSynchronizer 类。该类可以说是整个 JUC 包的核心。因为在 JUC 中所有的锁都定义了一个内部类 ——Sync(同步器),同步器负责锁的同步策略,通常有公平策略/非公平策略之分,采用不同策略的锁也被区分为公平锁/非公平锁。而 Sync 正是继承自 AQS 类。

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