Java线程锁之Lock的使用

Lock 的使用

Lock 是java 1.5 中引入的线程同步工具，它主要用于多线程下共享资源的控制。本质上Lock 仅仅是一个接口，
可以通过显式定义同步锁对象来实现同步，能够提供比synchronized 更广泛的锁定操作，并支持多个相关的

Lock接口中的抽象方法

void lock();尝试获取锁，获取成功则返回，否则阻塞当前线程
void lockInterruptibly() throws InterruptedException;尝试获取锁，线程在成功获取锁之前被中断，则放弃获取锁，抛出异常
boolean tryLock();尝试获取锁，获取锁成功则返回true，否则返回false
boolean tryLock(long time, TimeUnit unit)尝试获取锁，若在规定时间内获取到锁，则返回true，否则返回false，未获取锁之前被中断，则抛出异常
void unlock();释放锁ReentrantLock 会保证在同一时间只有一个线程在执行这段代码，或者说同一时刻只有一个线程的lock 方法会返回。其余线程会被挂起，直到获取锁。

其实ReentrantLock实现的是一个独占锁的功能：
有且只有一个线程获取到锁，其余线程全部挂起，直到该拥有锁的线程释放锁，被挂起的线程被唤醒重新开始竞争锁ReentrantLock的内部类Sync 继承了AQS，分为公平锁FairSync和非公平锁NonfairSync。如果在绝对时间上，先对锁进行获取的请求一定先被满足，那么这个锁是公平的，反之是不公平的。公平锁的获取就是等待时间最长的线程最优先获取锁，也可以说锁获取是顺序的。ReentrantLock的公平与否，可以通过它的构造函数来决定。

Condition newCondition();返回当前锁的条件变量，通过条件变量可以实现类似notify 和wait 的功能，一个锁可以有多个条件变量

public class Test2 {public static void main(String[] args) {Operation op = new Operation();new Thread(() -> { op.add(); }).start();new Thread(() -> { op.add(); }).start();}
}
class Operation {private Long num = 0L;private static final Lock lock = new ReentrantLock();// 这里的静态特性用于保证锁只有一个public void add() {// Lock lock=new ReentrantLock(); 这里的多线程之间没有相互影响System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"begin....");lock.lock(); // 申请加锁，如果不能申请到，则阻塞等待到有锁为止num++;try {Thread.sleep(5000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}lock.unlock();// 释放锁System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "end....");}
}

Lock 有三个实现类

一个是ReentrantLock，另两个是ReentrantReadWriteLock 类中的两个静态内部类ReadLock 和WriteLock。

ReentrantLock使用方法：

多线程下访问（互斥）共享资源时，访问前加锁，访问结束以后解锁，解锁的操作推荐放入finally块中。

private final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();

在具体方法中lock.lock() try{}finally{lock.unlock}
lock.lock()为加锁

如果一个线程lock.lock()已经获取了锁，也可以多次调用这个方法(重入锁名称的来源)，都可以获取到锁，但是获取多少次锁必须通过lock.unlock
释放多少次，否则其它线程会阻塞在lock.lock()方法上，注意lock()方法和unlock()方法的执行次数必须匹配，所以一般建议使用lock.lock();try{}finally{lock.unlock();}

当调用condition.await()
阻塞线程时会自动释放锁，不管调用了多少次lock.lock()，这时阻塞在lock.lock()方法上线程则可以获取锁
当调用condition.signal()
唤醒线程时会继续上次阻塞的位置继续执行,默认会自动重新获取锁(注意和阻塞时获取锁的次数一致)

ReentrantReadWriteLock使用方法：

ReentrantLock 某些时候有局限。如果使用ReentrantLock 可能本身是为了防止线程A 在写数据、线程B在读数据造成的数据不一致，但这样，如果线程C 在读数据、线程D也在读数据，读数据是不会改变数据的，没有必要加锁，但是还是加锁了，降低了程序的性能。因为这个才诞生了读写锁ReadWriteLock。

ReadWriteLock 是一个读写锁接口，ReentrantReadWriteLock 是ReadWriteLock 接口的一个具体实现，实现了读写的分离，读锁是共享的，写锁是独占的，读和读之间不会互斥，读和写、写和读、写和写之间才会互斥，提升了读写的性能。

ReentrantLock是一个排他锁，同一时间只允许一个线程访问，而ReentrantReadWriteLock允许多个读线程同时访问，但不允许写线程和读线程、写线程和写线程同时访问。相对于排他锁，提高了并发性。
在实际应用中，大部分情况下对共享数据（如缓存）的访问都是读操作远多于写操作，这时ReentrantReadWriteLock能够提供比排他锁更好的并发性和吞吐量。

Lock 和 synchronized 的区别：

Lock 是一个接口，而 synchronized 是 Java 中的关键字，synchronized 是内置的语言实现；
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(所以建议使用的 try/finally 结构)，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；
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；
通过 Lock 可以知道有没有成功获取锁，而 synchronized 却无法办到；
Lock 可以提高多个线程进行读操作的效率在性能上来说，如果竞争资源不激烈，两者的性能是差不多的，而当竞争资源非常激烈时(即有大量线程同时竞争)，此时 Lock 的性能要远远优于 synchronized。所以说，在具体使用时要根据适当情况选择。