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Lock接口（实现类ReentrantLock，区分读写ReadWriteLock接口）
java中提供了两种不同的方式加锁，
synchronized和juc包下的Lock接口。
sychronized可重入、不可中断、非公平;Lock可重入、可中断、非公平和公平;
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。
需要用户主动释放锁
可中断，设置超时中断
默认也是非公平锁，可以设置成公平锁
锁绑定多个condition用来精确唤醒
常见方法：
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，一般需要使用try/finally结构保证锁的释放
Lock的基本使用
package com.yan1;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
//Lock的基本使用
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
NumOperation no = new NumOperation();
// 启动8个线程，一个线程执行50次加，一个线程执行50次减操作
Thread[] ts = new Thread[8];
for (int k = 0; k < 4; k++) {
ts[k * 2] = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 50; i++)
no.add();
});
ts[k * 2].start();
ts[k * 2 + 1] = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 50; i++)
no.sub();
});
ts[k * 2 + 1].start();
}
for (Thread tmp : ts)
if (tmp != null)
try {
tmp.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Main:" + no.getNum());
}
}
class NumOperation {
private Long num = 0L;// 共享数据
//这里的静态特性用于保证锁只有一个
private static final Lock lock = new ReentrantLock();// 重入锁，是Lock接口的一个实现
public void add() {
lock.lock(); // 申请锁，获取不到锁则会阻塞
try {
System.out.println(Thread.currentThread() + "开始加操作..." + num);
num++;
System.out.println(Thread.currentThread() + "结束加操作..." + num);
} finally {
lock.unlock();// 释放锁，lock允许重入，但是必须保证申请和释放次数相等
}
}
public void sub() {
lock.lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread() + "开始减操作..." + num);
num--;
System.out.println(Thread.currentThread() + "结束减操作..." + num);
} finally {
lock.unlock();
}
}
public Long getNum() {
return num;
}
}
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。这些类的底层使用都依赖于juc包，抽象队列同步器AbstractQueuedSynchronizer
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 static final ReentrantLock lock=new ReentrantLock(); 定义锁对象
*
* 在具体方法中
* lock.lock();
* try{
* 代码块;
* }finally{
* lock.unlock();
* }
*/
public class Test2 {
}Lock接口（实现类ReentrantLock，区分读写ReadWriteLock接口）
tryLock
lock
具体实现类ReentrantLock
实现了Lock接口
newCondition创建一个条件对象，用来管理得到锁但是不能执行工作的线程
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是Lock的另一种实现方式，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。
ReentrantLock底层实现
底层实现依赖于Sync实现的，Sync是AbstractQueuedSynchronizer的抽象子类。
在ReentrantLock中有2个静态内部类NonfairSync和FairSync分别代表非公平锁和公平锁，可以在创建ReentrantLock对象时使用参数进行指定。
public ReentrantLock() {
sync = new NonfairSync();
}
public ReentrantLock(boolean fair) {
sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}
ReentrantLock提供了很多的额外方法，例如isFair()可以判断锁是否为公平锁isLocked判断锁是否被任何线程获取了，isHeldByCurrentThread判断锁是否被当前线程获取，hasQueuedThreads()判断是否有线程在等待该锁
ReadWriteLock接口
实例上和Lock接口无关，提供了通过分开读锁和写锁，控制锁阻塞的方法，提高程序的执行效率
public interface ReadWriteLock {
Lock readLock(); 用于获取读锁，读锁之间不相互阻塞
Lock writeLock(); 用于获取写锁，写锁和其它锁互斥
}
功能在于将文件的读写操作分开，分成2个锁分配给线程，从而实现多个线程可以同时执行读操作实现类ReentrantReadWriteLock提供了写锁和读锁的实现
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
public class Test1 {
private static final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
public void get() {
lock.readLock().lock();// 获取读锁
try {
long start = System.currentTimeMillis();
while (System.currentTimeMillis() - start <= 1) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "正在进行读操作...");
}
System.out.println(Thread.currentThread() + "读取操作完毕");
} finally {
lock.readLock().unlock();
}
}
public void put() {
lock.writeLock().lock();// 获取写锁
try {
long start = System.currentTimeMillis();
while (System.currentTimeMillis() - start <= 1) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "正在进行写操作...");
}
System.out.println(Thread.currentThread() + "写出操作完毕");
} finally {
lock.writeLock().unlock();
}
}
public static void main(String[] args) {
Test1 test1 = new Test1();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
int k=i;
new Thread(() -> {
if (k % 2 == 0)
test1.get();
else
test1.put();
}).start();
}
}
}package com.yan2;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
//读和读不会互斥
/*
new Thread(() -> {
lock.readLock().lock();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取数据");
lock.readLock().unlock();
}).start();
new Thread(() -> {
lock.readLock().lock();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取数据");
lock.readLock().unlock();
}).start();
*/
//写锁和任何锁都互斥
/*
new Thread(() -> {
lock.readLock().lock();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取数据");
}).start();
new Thread(() -> {
lock.writeLock().lock();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写出数据");
}).start();
*/
new Thread(() -> {
lock.writeLock().lock();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写出数据");
}).start();
new Thread(() -> {
lock.readLock().lock();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取数据");
}).start();
}
}
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
Thread类中提供了一个静态方法，可以判断boolean holdsLock(Object obj)
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。
条件变量就是表示条件的一种变量。但是必须说明，这里的条件是没有实际含义的，仅仅
是个标记而已，并且条件的含义往往通过代码来赋予其含义。条件变量都实现了java.
util.concurrent.locks.Condition接口，条件变量的实例化是通过一个Lock对象上调用newCondition()方法来获取的，这样，条件就和一个锁对象绑定起来了。因此，Java中的条件变量只能和锁配合使用，来控制并发程序访问竞争资源的安全。
条件变量Condition接口定义了等待/通知两种类型的方法，在线程调用这些方法时，需要
提前获取Condition对象关联的锁（在基于wait/notify方法实现的方案中需要获取的是对象锁）。
Condition对象是需要关联Lock对象的，经调用Lock对象的newCondition()对象创建而来也就是说Condition的使用是需要依赖Lock对象的。
await()导致当前线程等待，直到其它线程调用该Condition的signal()方法或者
signalAll()方法来唤醒该线程
signal()唤醒在Lock对象上等待的单个线程。如果所有线程都在该Lock对象上等待，则会选择唤醒其中一个线程。选择是任意的
signalAll()唤醒在此Lock对象上等待的所有线程。只有当前线程放弃对该Lock对象的锁定后，才可以执行被唤醒的线程
package com.yan3;
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
Object obj = "1234";
Thread.holdsLock(obj);
}
}
package com.yan3;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
//存取款轮流操作，各自5个线程，测试结果是否正确
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
Account a=new Account();
for(int i=0;i<5;i++) {
int k=i;
new Thread(()->{
a.cunKuan(k);
}).start();
new Thread(()->{
a.quKuan(k);
}).start();
}
}
}
class Account {
private long id;
private double balance;
//不能使用static，因为同一个账户操作才有互斥，不是所有账户都使用同一个锁
private final Lock lock = new ReentrantLock(); // 账户锁
private final Condition _save = lock.newCondition(); // 存款条件，一个锁上可以定义无数个条件变量
private final Condition _draw = lock.newCondition(); // 取款条件
/*
* 存款
* > lock.lock(); // 获取锁
* > _save.await(); // 阻塞存款操作, await后就隐示自动释放lock直到被唤醒自动获取
* > _draw.signalAll(); // 唤醒所有等待取款线程
* > lock.unlock(); // 释放锁
*
* 取款
* > lock.lock(); // 获取锁
* > _draw.await(); // 阻塞取款操作, await后就隐示自动释放lock直到被唤醒自动获取
* > _save.signalAll(); // 唤醒所有存款操作
* > lock.unlock(); // 释放锁
*/
public void cunKuan(double num) {
lock.lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread()+"开始存款");
balance+=num;
System.out.println(Thread.currentThread()+"存款结束");
_save.await();
_draw.signal();
} catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}finally {
lock.unlock();
}
}
public void quKuan(double num) {
lock.lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread()+"开始取款");
balance+=num;
System.out.println(Thread.currentThread()+"取款结束");
_draw.await();
_save.signal();
} catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}finally {
lock.unlock();
}
}
}
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