Java高级编程——Lock 锁的高级用法

Java 5 中引入了新的锁机制——java.util.concurrent.locks 中的显式的互斥锁：Lock 接口，

它提供了比 synchronized 更加广泛的锁定操作。 Lock 接口有 3 个实现它的类：ReentrantLock、ReetrantReadWriteLock.ReadLock 和 ReetrantReadWriteLock.WriteLock，即重入锁、读锁和写锁。 lock 必须被显式地创建、锁定和释放，为了可以使用更多的功能，一般用 ReentrantLock 为其实例化。为了保证锁最终一定会被释放（可能会有异常发生），要把互斥区放在 try 语句块内，并在 finally 语句块中释放锁，尤其当有 return 语句时，return 语句必须放在 try 字句中，以确保 unlock()不会过早发生，从而将数据暴露给第二个任务。因此，采用 lock 加锁和释放锁的一般形式如下：

//默认使用非公平锁，如果要使用公平锁，需要传入参数trueLock lock = new ReentrantLock();lock.lock(); try { // 更新对象的状态 // 捕获异常，必要时恢复到原来的不变约束 // 如果有return语句，放在这里 } finally { //锁必须在finally块中释放lock.unlock();}

可重入锁，也叫做递归锁，指的是同一线程外层函数获得锁之后，内层递归函数仍然有获取该锁的代码，但不受影响。 在JAVA环境下 ReentrantLock 和 synchronized 都是可重入锁。

ReentrantReadWriteLock

读写锁：分为读锁和写锁，多个读锁不互斥，读锁与写锁互斥，这是由jvm自己控制的，你只要上好相应的锁即可。 如果你的代码只读数据，可以很多人同时读，但不能同时写，那就上读锁；如果你的代码修改数据，只能有一个人在写，且不能同时读取，那就上写锁。 总之，读的时候上读锁，写的时候上写锁！

ReentrantReadWriteLock 会使用两把锁来解决问题，一个读锁，一个写锁

线程进入读锁的前提条件

没有其他线程的写锁

没有写请求或者有写请求，但调用线程和持有锁的线程是同一个

线程进入写锁的前提条件

没有其他线程的读锁

没有其他线程的写锁

StampedLock

StampedLock 是 java 8 在 java.util.concurrent.locks 新增的一个API。

ReentrantReadWriteLock 在沒有任何读锁和写锁时，才可以取得写入锁，这可用于实现了悲观读取。 然而，如果读取很多，写入很少的情况下，使用 ReentrantReadWriteLock 可能会使写入线程遭遇饥饿问题，也就是写入线程无法竞争到锁定而一直处于等待状态。 StampedLock 有三种模式的锁，用于控制读取/写入访问，StampedLock 的状态由版本和模式组成。 锁获取操作返回一个用于展示和访问锁状态的票据（stamp）变量，它用相应的锁状态表示并控制访问，数字0表示没有写锁被授权访问。 在读锁上分为悲观锁和乐观锁，锁释放以及其他相关方法需要使用邮戳（stamps）变量作为参数，如果他们和当前锁状态不符则失败，这三种模式为：

写入：方法writeLock可能为了获取独占访问而阻塞当前线程，返回一个stamp变量，能够在unlockWrite方法中使用从而释放锁。也提供了tryWriteLock。 当锁被写模式所占有，没有读或者乐观的读操作能够成功。

读取：方法readLock可能为了获取非独占访问而阻塞当前线程，返回一个stamp变量，能够在unlockRead方法中用于释放锁。也提供了tryReadLock。

乐观读取：方法 tryOptimisticRead 返回一个非 0 邮戳变量，仅在当前锁没有以写入模式被持有。如果在获得stamp变量之后没有被写模式持有，方法validate将返回true。 这种模式可以被看做一种弱版本的读锁，可以被一个写入者在任何时间打断。乐观读取模式仅用于短时间读取操作时经常能够降低竞争和提高吞吐量。

悲观锁（Pessimistic Lock），顾名思义，就是很悲观，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会block直到它拿到锁。 悲观锁：假定会发生并发冲突，屏蔽一切可能违反数据完整性的操作。 Java synchronized 就属于悲观锁的一种实现，每次线程要修改数据时都先获得锁，保证同一时刻只有一个线程能操作数据，其他线程则会被block。

乐观锁（Optimistic Lock），顾名思义，就是很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在提交更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据。 乐观锁适用于读多写少的应用场景，这样可以提高吞吐量。 乐观锁：假设不会发生并发冲突，只在提交操作时检查是否违反数据完整性。