Java多线程之synchronized增强版——Reentra

接下来介绍比synchronized功能上更丰富的关键字：重入锁

• 灵活性：

  public class ReentrantLockTest implements Runnable{
      public static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
      public static int flag = 0;
  
      @Override
      public void run() {
          for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
              lock.lock();
              try {
                  flag++;
              } finally {
                  lock.unlock();
              }
          }
      }
  
      public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
          ReentrantLockTest test = new ReentrantLockTest();
          Thread first = new Thread(test);
          Thread second = new Thread(test);
          first.start();
          second.start();
          first.join();
          second.join();
          System.out.println(flag);
      }
  }
  

  在lock.lock();这里，通过重入锁保护临界区安全，以免发生线程安全问题。

  在lock.unlock();这里，必须手动指示释放锁的操作，否则其他线程将无法获得。

  在这段代码里，我们能见到重入锁灵活的特点。但为什么叫“重入”呢？

  看下段代码：

      @Override
      public void run() {
          for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
              lock.lock();
              lock.lock();
              try {
                  flag++;
              } finally {
                  lock.unlock();
                  lock.unlock();
              }
          }
      }
  

  因为该锁能反复进进出出。但要注意一下：

  在上段代码中，锁是可以重复获取的。如果不允许，则该线程在第二次获取锁时会和自己产生死锁问题。同时也要注意，线程获取多少次锁就要释放多少此锁。当获取锁的次数大于释放锁的次数、相当于该线程还持有锁。当获取锁的次数少于释放锁的次数、则会得到一个java.lang.IllegalMonitorStateException异常。

• 中断响应：

  二话不说贴代码：

  public class ReentrantLockTest implements Runnable{
      public static ReentrantLock producer = new ReentrantLock();
      public static ReentrantLock consumer = new ReentrantLock();
      public int flag = 0;
      public ReentrantLockTest(int flag){
          this.flag = flag;
      }
      @Override
      public void run() {
          try {
              if (flag == 0) {
                  producer.lockInterruptibly();
                  try {
                      Thread.sleep(500);
                  } catch (InterruptedException e) {
  
                  }
                  consumer.lockInterruptibly();
                  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "完成工作");
              } else {
                  consumer.lockInterruptibly();
                  try {
                      Thread.sleep(500);
                  } catch (InterruptedException e) {
  
                  }
                  producer.lockInterruptibly();
                  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "完成工作");
              }
          } catch (InterruptedException e) {
              e.printStackTrace();
          } finally {
              if (producer.isHeldByCurrentThread()) {
                  producer.unlock();
              }
              if (consumer.isHeldByCurrentThread()) {
                  consumer.unlock();
              }
              System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 线程退出");
          }
      }
  
      public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
          ReentrantLockTest producerThread = new ReentrantLockTest(1);
          ReentrantLockTest consumerThread = new ReentrantLockTest(0);
          Thread first = new Thread(producerThread);
          Thread second = new Thread(consumerThread);
          first.setName("producer");
          second.setName("consumer");
          first.start();
          second.start();
          Thread.sleep(1000);
          second.interrupt();
      }
  }
  

  这是一段容易造成死锁的代码，具体原因大家应该懂。当执行到second.interrupt();时，second线程在等待锁时被中断，故second线程会放弃对锁的申请、并对已持有资源进行释放。first线程则能够正常获取所等待的锁并继续执行下去。

  结果如下：

          producer完成工作
          java.lang.InterruptedException
          consumer: 线程退出
          producer: 线程退出
          at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.doAcquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:898)
          at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:1222)
          at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.lockInterruptibly(ReentrantLock.java:335)
          at blog.ReentrantLockTest.run(ReentrantLockTest.java:22)
          at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
  

  真正完成工作的只有producer线程。

• 限时等待：

  除了用中断避免死锁问题外，还可以用限时等待锁来避免。限时等待锁有点像是系统自动完成线程中断的感觉。先展示下限时等待锁的使用：

  public class showWait implements Runnable {
      public static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
      @Override
      public void run() {
          try {
              if (lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)) {
                  Thread.sleep(6000);
              } else {
                  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get lock failed");
              }
          } catch (InterruptedException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  
      public static void main(String args[]) {
          showWait test = new showWait();
          Thread t1 = new Thread(test);
          Thread t2 = new Thread(test);
          t1.setName("producer");
          t2.setName("consumer");
          t1.start();
          t2.start();
      }
  }
  

  上述代码展示了lock.tryLock(5，TimeUnit.SECONDS);的使用，在这里，该方法接收两个参数，分别是时长和计时单位。

  该方法也可以不带参数，当不带参数时，当前线程会尝试获取锁，如果锁未被其他线程占有则会申请成功并立即返回true。如果锁被其他线程占用则立即返回false。这种方法不会引起线程等待，所以不会产生死锁问题。

• 公平锁：

  在多大数情况下，锁的申请都是非公平性的，有时会造成线程饥饿问题。当我们使用synchronized时产生的锁是非公平性的，但我们使用ReentrantLock时可以通过构造函数进行指定其公平性。
  public ReentrantLock(boolean fair)

  当参数为true时为公平锁，默认为非公平锁。公平锁看起来挺优美的，但其必然要维护一个等待队列，其性能必然会降低

• 整理：

  • lock()
  • lockInterruptibly()
  • tryLock()
  • tryLock(long time,TimeUnit unit)
  • unlock()

  大家回顾下这几个方法吧。