「Java 路线」| Java 中的锁
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前言
- 锁是控制线程访问共享资源的方式
目录
1. 前置知识
这篇文章的内容会涉及以下前置 / 相关知识，贴心的我都帮你准备好了，请享用~
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并发编程： 「Java 路线」| 并发编程的基础概念
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AQS： 「Java 路线」| AQS 队列同步器
2. 锁的分类
2.1 隐式锁 & 显式锁
- 隐式锁：使用 synchronized 可以隐式地获取 / 释放锁，虽然具备便捷性，但是加锁 / 释放锁不具备可操作性；
- 显式锁：从 JDK 1.5 后，新增了 Lock 接口，赋予了加锁 / 释放锁更多可操作性与 synchronized 不具备的同步特性（见 第 3 节）。
2.2 悲观锁 & 乐观锁
区别在于线程是否需要锁住同步资源：
- 悲观锁：锁住；
- 乐观锁：不锁住。
2.3 公平锁 & 非公平锁
区别在于是否需要排队竞争锁：
- 公平锁：排队；
- 非公平锁：先尝试插队，插队失败再排队。
2.4 可重入锁 & 不可重入锁
区别在于线程获得锁之后是否可以再次获取锁：
- 可重入锁：可以，线程不阻塞；
- 非可重入锁：不可以，线程阻塞。
2.5 共享锁 & 排它锁
区别在于多个线程是否能共享同一个锁：
- 共享锁：能；
- 排他锁：不能。
3. Lock 接口
Lock 是 JDK 1.5 新增的锁接口，赋予了获得锁 / 释放锁更多可操作性与 synchronized 不具备的同步特性。
3.1 Lock 的使用范式
Lock 的使用范式要点如下：
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try{
do something ...
} finally {
lock.unlock();
}
- 1、在 finally{} 块中释放锁，以确保获得锁之后能够释放锁；
- 2、不要在 try{} 块中获得锁，避免在获取锁时发生异常，最后会无故调用释放锁。
3.2 Lock 和 synchronized 的区别
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1、非阻塞地获取锁： 尝试获取锁，如果成功获取则返回 true，否则返回 false，而不是阻塞等待；
-
2、可中断地获取锁： 获取锁的线程能够响应中断；
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3、超时获取锁： 可以指定获取锁的超时时间。
3.3 Lock 的 API
Lock 定义了获取锁 / 释放锁的基本操作，主要 API 如下：
public interface Lock {
void lock();
void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
boolean tryLock();
boolean tryLock(long var1, TimeUnit var3) throws InterruptedException;
void unlock();
Condition newCondition();
}
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| lock() | 获得锁 |
| unlock() | 释放锁 |
| tryLock() | 非阻塞地获取锁 |
| lockInterruptibly() | 可中断地获取锁 |
| tryLock(long,TimeUnit) | 超时获得锁，只有 3 种情况下会返回： 1、超时 2、获得锁 3、中断 |
4. AQS 队列同步器
锁是控制线程访问共享资源的方式，但是 Lock 只是一个接口，它是如何实现线程访问控制的呢？事实上，Lock 的实现基本都是通过聚合一个 AQS 队列同步器来实现线程访问控制的。关于 AQS 的内容，请看前置知识：
5. ReentrantLock 可重入锁
6. ReentrantReadWriteLock 读写锁
7. 并发工具类
7.1 CountDownLatch 等待多线程完成
7.2 CyclicBarrier 同步屏障
7.3 Symaphore 信号量
7.4 Exchanger 交换者
8. 总结
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锁是控制线程访问同步资源的方式，在 JDK 1.5 之前，锁是通过 synchronized 关键字实现的；
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Lock 是 JDK 1.5 新增的锁接口，赋予了加锁 / 释放锁更多可操作性与 synchronized 不具备的同步特性：非阻塞地获取锁、可中断地获取锁和超时获取锁。Lock 的实现基本是通过聚合一个 AQS 同步器来进行线程访问控制的；
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