java 高并发 ReentrantLock -- 可重入的锁

ReentrantLock -- 可重入的锁

可重入锁指在同一个线程中，可以重入的锁。当然，当这个线程获得锁后，其他线程将等待这个锁被释放后，才可以获得这个锁。

构造器：ReentrantLock(boolean fair): 布尔值用来表示，创建的这个锁是公平的锁，还是自由竞争的锁。所谓公平的锁，是指，各个希望获得所得线程获得锁的顺序是按到达的顺序获得，还是自由竞争获得。

通常的使用方法：

ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); // not a fair lock

lock.lock();

try {

    // synchronized do something

} finally {
    lock.unlock();
}

一个典型的例子：先测试可重入锁的重入特性，然后创建3个线程，每个线程启动后，尝试获取锁，获取锁后对共享数据 + 1，然后显示chula

import java.util.Calendar;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class TestLock {

 private ReentrantLock lock = null;

 // 用于线程同步访问的共享数据
 public int data = 100;
 
 public TestLock() {
  // 创建一个自由竞争的可重入锁
  lock = new ReentrantLock();
 }
 
 public static void main(String[] args) {
  
  TestLock tester = new TestLock();
  
  // 测试可重入，函数testReentry() 执行获取锁后，显示信息的功能
  tester.testReentry();
  // 能执行到这里而不阻塞，表示锁可重入
  tester.testReentry();
  // 再次重入
  tester.testReentry();
 
  // 释放重入测试的锁，要按重入的数量解锁，否则其他线程无法获取该锁。 
  tester.getLock().unlock();
  tester.getLock().unlock();
  tester.getLock().unlock();
  
  // 启动3个线程测试在锁保护下的共享数据data的访问
  tester.test();
 }
 
 public ReentrantLock getLock() {
  return lock;
 }
 
 public void test() {
  new Thread(new workerThread(this)).start();
  new Thread(new workerThread(this)).start();
  new Thread(new workerThread(this)).start();
 }
 
 public void testReentry() {
  lock.lock();
  
  Calendar now = Calendar.getInstance();
  
  System.out.println(now.getTime() + " " + Thread.currentThread() + " get lock.");
 }
 
 // 线程调用的方法
 public void testRun() throws Exception {
  // 加锁 
  lock.lock();
  
  Calendar now = Calendar.getInstance();

  try {
   // 获取锁后显示当前时间 当前调用线程 共享数据的值（并使共享数据 + 1）
   System.out.println(now.getTime() + " " + Thread.currentThread() + " accesses the data " + data ++);
   
   // 模拟其他处理，这里假设休眠一下 
   Thread.sleep(500);
   
  } catch (Exception e) {
   e.printStackTrace();
  } finally {
   // 解锁 
   lock.unlock();
  }
 }
}

// 工作线程，调用TestServer.testRun
class workerThread implements Runnable {
 
 private TestLock tester = null;
 
 public workerThread(TestLock testLock) {
  this.tester = testLock;
 }
 
 public void run() {
  // 循环调用，尝试加锁，并对共享数据+1，然后显示出来
  while (true) {
   try {
     // 调用tester.testRun()
     tester.testRun();
   } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
   }
  }
 }
}

程序运行结果：

Tue Jan 24 13:41:45 CST 2006 Thread[main,5,main] get lock.
Tue Jan 24 13:41:46 CST 2006 Thread[main,5,main] get lock.
Tue Jan 24 13:41:46 CST 2006 Thread[main,5,main] get lock.
Tue Jan 24 13:41:46 CST 2006 Thread[Thread-0,5,main] accesses the data 100
Tue Jan 24 13:41:46 CST 2006 Thread[Thread-1,5,main] accesses the data 101
Tue Jan 24 13:41:47 CST 2006 Thread[Thread-2,5,main] accesses the data 102
Tue Jan 24 13:41:47 CST 2006 Thread[Thread-2,5,main] accesses the data 103
Tue Jan 24 13:41:48 CST 2006 Thread[Thread-2,5,main] accesses the data 104
Tue Jan 24 13:41:48 CST 2006 Thread[Thread-0,5,main] accesses the data 105
Tue Jan 24 13:41:49 CST 2006 Thread[Thread-0,5,main] accesses the data 106
Tue Jan 24 13:41:49 CST 2006 Thread[Thread-0,5,main] accesses the data 107
Tue Jan 24 13:41:50 CST 2006 Thread[Thread-0,5,main] accesses the data 108
Tue Jan 24 13:41:50 CST 2006 Thread[Thread-1,5,main] accesses the data 109
Tue Jan 24 13:41:51 CST 2006 Thread[Thread-1,5,main] accesses the data 110

前三行表示main线程，重入3次获得该锁。
第四行表示Thread-0线程，先获得锁，使共享数据+1，然后显示信息，然后释放锁。
第五行表示Thread-1线程，获得锁，使共享数据+1，然后显示信息，然后释放锁。

由程序输出的信息可以知道，各线程获得锁的顺序，是自由竞争的结果。
如果将 lock = new ReentrantLock(); 改为：lock = new ReentrantLock(true);
将看到如下的结果：

Tue Jan 24 13:47:29 CST 2006 Thread[main,5,main] get lock.
Tue Jan 24 13:47:30 CST 2006 Thread[main,5,main] get lock.
Tue Jan 24 13:47:30 CST 2006 Thread[main,5,main] get lock.
Tue Jan 24 13:47:30 CST 2006 Thread[Thread-0,5,main] accesses the data 100
Tue Jan 24 13:47:30 CST 2006 Thread[Thread-1,5,main] accesses the data 101
Tue Jan 24 13:47:31 CST 2006 Thread[Thread-2,5,main] accesses the data 102
Tue Jan 24 13:47:31 CST 2006 Thread[Thread-0,5,main] accesses the data 103
Tue Jan 24 13:47:32 CST 2006 Thread[Thread-1,5,main] accesses the data 104
Tue Jan 24 13:47:32 CST 2006 Thread[Thread-2,5,main] accesses the data 105
Tue Jan 24 13:47:33 CST 2006 Thread[Thread-0,5,main] accesses the data 106
Tue Jan 24 13:47:33 CST 2006 Thread[Thread-1,5,main] accesses the data 107
Tue Jan 24 13:47:34 CST 2006 Thread[Thread-2,5,main] accesses the data 108
Tue Jan 24 13:47:34 CST 2006 Thread[Thread-0,5,main] accesses the data 109
Tue Jan 24 13:47:35 CST 2006 Thread[Thread-1,5,main] accesses the data 110

可以看到各线程获得锁的顺序，是按线程获得锁的顺序。
（注： new Thread(new workerThread()).start(); 并不是表示线程启动的顺序，就是线程获得锁的顺序）