之前文章中我們講到，java中實現(xiàn)同步的方式是使用synchronized block。在java 5中，Locks被引入了，來提供更加靈活的同步控制。

本文將會深入的講解Lock的使用。

Lock和Synchronized Block的區(qū)別

我們在之前的Synchronized Block的文章中講到了使用Synchronized來實現(xiàn)java的同步。既然Synchronized Block那么好用，為什么會引入新的Lock呢？

主要有下面幾點區(qū)別：

synchronized block只能寫在一個方法里面，而Lock的lock()和unlock()可以分別在不同的方法里面。 synchronized block 不支持公平鎖，一旦鎖被釋放，任何線程都有機會獲取被釋放的鎖。而使用 Lock APIs則可以支持公平鎖。從而讓等待時間最長的線程有限執(zhí)行。 使用synchronized block，如果線程拿不到鎖，將會被Blocked。 Lock API 提供了一個tryLock() 的方法，可以判斷是否可以獲得lock，這樣可以減少線程被阻塞的時間。 當(dāng)線程在等待synchronized block鎖的時候，是不能被中斷的。如果使用Lock API，則可以使用 lockInterruptibly()來中斷線程。

Lock interface

我們來看下Lock interface的定義, Lock interface定義了下面幾個主要使用的方法：

void lock() - 嘗試獲取鎖，如果獲取不到鎖，則會進入阻塞狀態(tài)。 void lockInterruptibly() - 和lock（）很類似，但是它可以將正在阻塞的線程中斷，并拋出java.lang.InterruptedException。 boolean tryLock() ? 這是lock()的非阻塞版本，它回嘗試獲取鎖，并立刻返回是否獲取成功。 boolean tryLock(long timeout, TimeUnit timeUnit) ? 和tryLock()很像，只是多了一個嘗試獲取鎖的時間。 void unlock() ? unlock實例。 Condition newCondition() - 生成一個和當(dāng)前Lock實例綁定的Condition。

在使用Lock的時候，一定要unlocked，以避免死鎖。所以，通常我們我們要在try catch中使用：

Lock lock = ...; lock.lock();try { // access to the shared resource} finally { lock.unlock();}

除了Lock接口，還有一個ReadWriteLock接口，在其中定義了兩個方法，實現(xiàn)了讀鎖和寫鎖分離：

Lock readLock() ? 返回讀鎖 Lock writeLock() ? 返回寫鎖

其中讀鎖可以同時被很多線程獲得，只要不進行寫操作。寫鎖同時只能被一個線程獲取。

接下來，我們幾個Lock的常用是實現(xiàn)類。

ReentrantLock

ReentrantLock是Lock的一個實現(xiàn)，什么是ReentrantLock（可重入鎖）呢？

簡單點說可重入鎖就是當(dāng)前線程已經(jīng)獲得了該鎖，如果該線程的其他方法在調(diào)用的時候也需要獲取該鎖，那么該鎖的lock數(shù)量+1，并且允許進入該方法。

不可重入鎖：只判斷這個鎖有沒有被鎖上，只要被鎖上申請鎖的線程都會被要求等待。實現(xiàn)簡單可重入鎖：不僅判斷鎖有沒有被鎖上，還會判斷鎖是誰鎖上的，當(dāng)就是自己鎖上的時候，那么他依舊可以再次訪問臨界資源，并把加鎖次數(shù)加一。

我們看下怎么使用ReentrantLock：

public void perform() { lock.lock(); try { counter++; } finally { lock.unlock(); } }

下面是使用tryLock（）的例子：

public void performTryLock() throws InterruptedException { boolean isLockAcquired = lock.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS); if(isLockAcquired) { try {counter++; } finally {lock.unlock(); } } }

ReentrantReadWriteLock

ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock的一個實現(xiàn)。上面也講到了ReadWriteLock主要有兩個方法：

Read Lock - 如果沒有線程獲得寫鎖，那么可以多個線程獲得讀鎖。 Write Lock - 如果沒有其他的線程獲得讀鎖和寫鎖，那么只有一個線程能夠獲得寫鎖。

我們看下怎么使用writeLock：

Map<String,String> syncHashMap = new HashMap<>(); ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock(); Lock writeLock = lock.writeLock(); public void put(String key, String value) { try { writeLock.lock(); syncHashMap.put(key, value); } finally { writeLock.unlock(); } } public String remove(String key){ try { writeLock.lock(); return syncHashMap.remove(key); } finally { writeLock.unlock(); } }

再看下怎么使用readLock：

Lock readLock = lock.readLock(); public String get(String key){ try { readLock.lock(); return syncHashMap.get(key); } finally { readLock.unlock(); } } public boolean containsKey(String key) { try { readLock.lock(); return syncHashMap.containsKey(key); } finally { readLock.unlock(); } }

StampedLock

StampedLock也支持讀寫鎖，獲取鎖的是會返回一個stamp，通過該stamp來進行釋放鎖操作。

上我們講到了如果寫鎖存在的話，讀鎖是無法被獲取的。但有時候我們讀操作并不想進行加鎖操作，這個時候我們就需要使用樂觀讀鎖。

StampedLock中的stamped類似樂觀鎖中的版本的概念，當(dāng)我們在StampedLock中調(diào)用lock方法的時候，就會返回一個stamp，代表鎖當(dāng)時的狀態(tài)，在樂觀讀鎖的使用過程中，在讀取數(shù)據(jù)之后，我們回去判斷該stamp狀態(tài)是否變化，如果變化了就說明該stamp被另外的write線程修改了，這說明我們之前的讀是無效的，這個時候我們就需要將樂觀讀鎖升級為讀鎖，來重新獲取數(shù)據(jù)。

我們舉個例子，先看下write排它鎖的情況：

private double x, y; private final StampedLock sl = new StampedLock(); void move(double deltaX, double deltaY) { // an exclusively locked method long stamp = sl.writeLock(); try { x += deltaX; y += deltaY; } finally { sl.unlockWrite(stamp); } }

再看下樂觀讀鎖的情況：

double distanceFromOrigin() { // A read-only method long stamp = sl.tryOptimisticRead(); double currentX = x, currentY = y; if (!sl.validate(stamp)) { stamp = sl.readLock(); try {currentX = x;currentY = y; } finally {sl.unlockRead(stamp); } } return Math.sqrt(currentX * currentX + currentY * currentY); }

上面使用tryOptimisticRead（）來嘗試獲取樂觀讀鎖，然后通過sl.validate(stamp)來判斷該stamp是否被改變，如果改變了，說明之前的read是無效的，那么需要重新來讀取。

最后，StampedLock還提供了一個將read鎖和樂觀讀鎖升級為write鎖的功能：

void moveIfAtOrigin(double newX, double newY) { // upgrade // Could instead start with optimistic, not read mode long stamp = sl.readLock(); try { while (x == 0.0 && y == 0.0) {long ws = sl.tryConvertToWriteLock(stamp);if (ws != 0L) { stamp = ws; x = newX; y = newY; break;}else { sl.unlockRead(stamp); stamp = sl.writeLock();} } } finally { sl.unlock(stamp); } }

上面的例子是通過使用tryConvertToWriteLock(stamp)來實現(xiàn)升級的。

Conditions

上面講Lock接口的時候有提到其中的一個方法：

Condition newCondition();

Condition提供了await和signal方法，類似于Object中的wait和notify。

不同的是Condition提供了更加細(xì)粒度的等待集劃分。我們舉個例子：

public class ConditionUsage { final Lock lock = new ReentrantLock(); final Condition notFull = lock.newCondition(); final Condition notEmpty = lock.newCondition(); final Object[] items = new Object[100]; int putptr, takeptr, count; public void put(Object x) throws InterruptedException { lock.lock(); try { while (count == items.length)notFull.await(); items[putptr] = x; if (++putptr == items.length) putptr = 0; ++count; notEmpty.signal(); } finally { lock.unlock(); } } public Object take() throws InterruptedException { lock.lock(); try { while (count == 0)notEmpty.await(); Object x = items[takeptr]; if (++takeptr == items.length) takeptr = 0; --count; notFull.signal(); return x; } finally { lock.unlock(); } }}

上面的例子實現(xiàn)了一個ArrayBlockingQueue，我們可以看到在同一個Lock實例中，創(chuàng)建了兩個Condition，分別代表隊列未滿，隊列未空。通過這種細(xì)粒度的劃分，我們可以更好的控制業(yè)務(wù)邏輯。

本文的例子可以參考https://github.com/ddean2009/learn-java-concurrency/tree/master/Locks

到此這篇關(guān)于java中Locks的使用詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java Locks內(nèi)容請搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)！