日常记录——多线程与高并发—ReentrantLock概念、原理、使用、ReentrantLock和synchronized比较

一、概念

ReentrantLock是接口lock的实现类，实现为基于CAS+AQS（AbstractQueuedSynchronizer构建锁和同步容器的框架）的可重入锁，默认为非公平锁，可通过构造器定义为公平锁。

二、原理

ReentrantLock获取锁的原理：先通过CAS判断锁资源是否被占用。如果此时已经有线程占据了锁，那就加入AQS队列并且被挂起。当锁被释放之后，排在队列队首的线程会被唤醒，然后CAS再次尝试获取锁。在这个时候，如果： 非公平锁：当排在队列队首获取锁资源，如果同时还有另一个线程进来尝试获取，那么有可能会让这个线程抢先获取，因为这时锁是未被占用的； 公平锁：如果同时还有另一个线程进来尝试获取，当它发现自己不是在队首的话，就会排到队尾，由队首的线程获取到锁。

三、使用

1.可重入：同一线程，获取两次锁，释放两次锁。

public class reentrantlock { public static void main(String[] args) { ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); new Thread(() -> { try { lock.lock(); lock.lock(); }catch (Exception e){ }finally { lock.unlock(); lock.unlock(); } }).start(); } }

2.tryLock：尝试获取锁。获取失败返回fasle，执行逻辑。

public class trylocks { public static void main(String[] args) { ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); new Thread(() -> { boolean flag = false; Thread.currentThread().setName("线程A"); try { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开始执行"); flag = lock.tryLock(3, TimeUnit.SECONDS); if(flag){ Thread.currentThread().sleep(5000); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取到锁"); }else{ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"未获取到锁"); } }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); }finally { if(flag){ lock.unlock(); } } }).start(); new Thread(() -> { boolean flag = false; Thread.currentThread().setName("线程B"); try { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开始执行"); lock.tryLock(); flag = lock.tryLock(3, TimeUnit.SECONDS); if(flag){ Thread.currentThread().sleep(5000); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取到锁"); }else{ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"未获取到锁"); } }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); }finally { if(flag) { lock.unlock(); } } }).start(); } }

3.公平锁：在锁上等待时间最长的线程将获得锁的使用权。大部分情况下我们使用非公平锁，因为其性能比公平锁好很多，不需要cpu切换线程。但是公平锁能够避免线程饥饿。

public class sameLock { public static void main(String[] args) { ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); for(int i =0;i<5;i++){ new Thread(() ->{ Thread.currentThread().setName("线程"+Math.random()); lock.lock(); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取到锁"); lock.unlock(); lock.lock(); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取到锁"); lock.unlock(); }).start(); } } }

4.lockInterruptibly：用来接收线程被打断信号，接收到抛出异常，防止线程因为获取不到锁资源一直在阻塞状态。

public class Interruptibly { public static void main(String[] args) { ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); Thread t1 = new Thread(() -> { System.out.println("t1开始执行"); try { lock.lock(); Thread.sleep(10000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }finally { lock.unlock(); } System.out.println("t1执行结束"); }); Thread t2 = new Thread(() -> { System.out.println("t2开始执行"); try { lock.lockInterruptibly(); } catch (InterruptedException e) { System.out.println("t2被打断"); e.printStackTrace(); }finally { lock.unlock(); } System.out.println("t2执行结束"); }); long start = System.currentTimeMillis(); t1.start(); t2.start(); long end = System.currentTimeMillis(); //等待时间超过5s，打断t2线程。 while (end-start<5000){ end = System.currentTimeMillis(); } t2.interrupt(); } }

四、ReentrantLock和synchronized比较

1.synchronized是java内置的关键字，ReentrantLock是接口lock实现类。都可重入。 2.ReentrantLock可以尝试获取锁，根据结果执行逻辑，synchronized直接等待。 3.ReentrantLock需要手动释放锁，synchronized由JVM管理。 4.ReentrantLock可设定为公平锁。