【java】并发-锁

并发处理中常遇到的问题，多个线程同时竞争一个资源，为了正确处理竞争的问题，就需要锁。

锁 Lock

java.util.concurrent.locks.Lock 是一个类似于 synchronized 块的线程同步机制。但是 Lock 比 synchronized 块更加灵活、精细。
顺便说一下，在我的《 Java 并发指南》中我对如何实现你自己的锁进行了描述。

Java Lock 例子

既然 Lock 是一个接口，在你的程序里需要使用它的实现类之一来使用它。以下是一个简单示例：

Lock lock = new ReentrantLock();
 
lock.lock();
 
//critical section
 
lock.unlock();

首先创建了一个 Lock 对象。之后调用了它的 lock() 方法。这时候这个 lock 实例就被锁住啦。任何其他再过来调用 lock() 方法的线程将会被阻塞住，直到锁定 lock 实例的线程调用了 unlock() 方法。最后 unlock() 被调用了，lock 对象解锁了，其他线程可以对它进行锁定了。

Java Lock 实现

java.util.concurrent.locks 包提供了以下对 Lock 接口的实现类：

• ReentrantLock

Lock 和 synchronized 代码块的主要不同点

一个 Lock 对象和一个 synchronized 代码块之间的主要不同点是：

• synchronized 代码块不能够保证进入访问等待的线程的先后顺序。
• 你不能够传递任何参数给一个 synchronized 代码块的入口。因此，对于 synchronized 代码块的访问等待设置超时时间是不可能的事情。
• synchronized 块必须被完整地包含在单个方法里。而一个 Lock 对象可以把它的 lock() 和 unlock() 方法的调用放在不同的方法里。

Lock 的方法

Lock 接口具有以下主要方法：

• lock()
  将 Lock 实例锁定。如果该 Lock 实例已被锁定，调用 lock() 方法的线程将会阻塞，直到 Lock 实例解锁。
• lockInterruptibly()
  方法将会被调用线程锁定，除非该线程被打断。此外，如果一个线程在通过这个方法来锁定 Lock 对象时进入阻塞等待，而它被打断了的话，该线程将会退出这个方法调用。
• tryLock()
  方法试图立即锁定 Lock 实例。如果锁定成功，它将返回 true，如果 Lock 实例已被锁定该方法返回 false。这一方法永不阻塞。
• tryLock(long timeout, TimeUnit timeUnit)
  类似于 tryLock() 方法，除了它在放弃锁定 Lock 之前等待一个给定的超时时间之外。
• unlock()
  方法对 Lock 实例解锁。一个 Lock 实现将只允许锁定了该对象的线程来调用此方法。其他(没有锁定该 Lock 对象的线程)线程对 unlock() 方法的调用将会抛一个未检查异常(RuntimeException)。

读写锁 ReadWriteLock

java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock 读写锁是一种先进的线程锁机制。它能够允许多个线程在同一时间对某特定资源进行读取，但同一时间内只能有一个线程对其进行写入。
读写锁的理念在于多个线程能够对一个共享资源进行读取，而不会导致并发问题。并发问题的发生场景在于对一个共享资源的读和写操作的同时进行，或者多个写操作并发进行。
本节只讨论 Java 内置 ReadWriteLock。如果你想了解 ReadWriteLock 背后的实现原理，请参考我的《Java 并发指南》主题中的《 读写锁》小节。

ReadWriteLock 锁规则

一个线程在对受保护资源在读或者写之前对 ReadWriteLock 锁定的规则如下：

• 读锁：如果没有任何写操作线程锁定 ReadWriteLock，并且没有任何写操作线程要求一个写锁(但还没有获得该锁)。因此，可以有多个读操作线程对该锁进行锁定。
• 写锁：如果没有任何读操作或者写操作。因此，在写操作的时候，只能有一个线程对该锁进行锁定。

ReadWriteLock 实现

ReadWriteLock 是个接口，如果你想用它的话就得去使用它的实现类之一。java.util.concurrent.locks 包提供了 ReadWriteLock 接口的以下实现类：

• ReentrantReadWriteLock

ReadWriteLock 代码示例

以下是 ReadWriteLock 的创建以及如何使用它进行读、写锁定的简单示例代码：

ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();

readWriteLock.readLock().lock();

    // multiple readers can enter this section
    // if not locked for writing, and not writers waiting
    // to lock for writing.
 
readWriteLock.readLock().unlock();
 
readWriteLock.writeLock().lock();
 
    // only one writer can enter this section,
    // and only if no threads are currently reading.
 
readWriteLock.writeLock().unlock();

注意如何使用 ReadWriteLock 对两种锁实例的持有。一个对读访问进行保护，一个队写访问进行保护。