java同步：Lock

一、Lock与synchronized的比较

1、Lock不是java语言内置的，synchronized是java语言的关键字，因此是内置特性。Lock是一个接口，通过这个接口的实现类可以实现同步访问。

2、Lock和synchronized有一点非常大的不同，采用synchronized不需要用户去手动释放锁，当synchronized方法或synchronized代码块执行完成后，系统会自动让线程释放对锁的占用；而Lock则必须要用户去手动释放锁，如果没有主动去释放锁，就有可能导致死锁现象发生。

二、Java.util.concurrent.locks包下的两个接口

1、Lock接口：

Lock接口是一个通用接口，定义了对同步操作的基本方法

public interface Lock {    void lock();    void lockInterruptibly() throws InterruptedException;    boolean tryLock();    boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;    void unlock(); }

Lock接口中：lock()、tryLock()、tryLock(long time,TimeUnit unit)、lockInterruptibly()是用来获取锁的。

unlock()是用来释放锁的。

四个获取锁方法的区别：

1）、lock()方法：lock()方法是平常用的最多的方法，就是用来获取锁，如果锁已被其他线程获取，则进行等待。

注意：如果采用Lock方式，必须主动去释放锁，如果发生了异常，Lock方式是不会自动释放锁的。因此，一般来说，使用Lock必须在try{}catch(e){}块中进行，并且将释放锁的操作放在finally块中进行，以保证锁一定被释放，防止死锁的发生。

2）、tryLock()方法：tryLock()方法是有返回值的，它表示用来尝试获取锁，如果获取成功，则返回true，若获取失败（即锁已被其他线程获取），则返回false，也就是说，这个方法无论如何都会立即返回，在拿不到锁时不会一直在那儿等待。

3）、tryLock(Long time,TimeUnit unit)方法与tryLock()方法是类似的，只不过区别在于这个方法在拿不到锁时会等待time指定的时间，在time时间之后，如果还拿不到锁，则返回false。如果一开始或在等待期间拿到了锁，则返回true。

4）、lockInterruptibly()方法比较特殊，当通过这个方法去获取锁时，如果线程正在等待获取锁时，则这个线程能够响应中断，即中断线程的等待状态。也就是说，当两个线程同时通过lock.lockInterruptibly()想获取某个锁时，假如此时线程A获取到了锁，线程B只有等待，那么线程B能够调用threadB.interrupt()方法能够中断线程B的等待过程。

注意：当一个线程获取了锁，是不会被interrupt方法中断的。

因此，通过lock.lockInterruptibly()方法获取某个锁时，如果不能获取到，只有进行等待的情况下，是可以响应中断的。

而用synchronized关键字进行修饰的话，当线程处于等待某个锁的状态下，是无法被中断啊的，只有一致等待下去。

2、ReadWriteLock接口

定义了如何获取读锁以及写锁的方法，也就是该接口将文件的读写操作分开，分成两个锁分配给线程，从而使多个线程可以同时进行读操作。

定义的基本方法如下：

public interface ReadWriteLock {    /**     * Returns the lock used for reading.     *     * @return the lock used for reading.     */    Lock readLock();     /**     * Returns the lock used for writing.     *     * @return the lock used for writing.     */    Lock writeLock();}

三、ReentrantLock类

直接使用Lock接口的话，我们需要实现很多的方法，不太方便，ReentrantLock是唯一实现了Lock接口的类，并且ReentrantLock提供了更多的方法。

ReentrantLock，意思是“可重入锁”。

1、lock()方法的使用：

public class MyLockTest {private static ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();static Lock lock = new ReentrantLock(); // 注意这个地方public static <E> void main(String[] args) {new Thread() {public void run() {Thread thread = Thread.currentThread();lock.lock();try {System.out.println(thread.getName() + "得到了锁");for (int i = 0; i < 5; i++) {arrayList.add(i);}} catch (Exception e) {// TODO: handle exception} finally {System.out.println(thread.getName() + "释放了锁");lock.unlock();}};}.start();new Thread() {public void run() {Thread thread = Thread.currentThread();lock.lock();try {System.out.println(thread.getName() + "得到了锁");for (int i = 0; i < 5; i++) {arrayList.add(i);}} catch (Exception e) {// TODO: handle exception} finally {System.out.println(thread.getName() + "释放了锁");lock.unlock();}};}.start();}}

2、tryLock()方法的使用：

/** * 观察现象：一个线程获得锁后，另一个线程取不到锁，不会一直等待 * @author * */public class MyTryLock {private static ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();static Lock lock = new ReentrantLock(); // 注意这个地方public static void main(String[] args) {new Thread() {public void run() {Thread thread = Thread.currentThread();boolean tryLock = lock.tryLock();System.out.println(thread.getName()+" "+tryLock);if (tryLock) {try {System.out.println(thread.getName() + "得到了锁");for (int i = 0; i < 5; i++) {arrayList.add(i);}} catch (Exception e) {// TODO: handle exception} finally {System.out.println(thread.getName() + "释放了锁");lock.unlock();}}};}.start();new Thread() {public void run() {Thread thread = Thread.currentThread();boolean tryLock = lock.tryLock();System.out.println(thread.getName()+" "+tryLock);if (tryLock) {try {System.out.println(thread.getName() + "得到了锁");for (int i = 0; i < 5; i++) {arrayList.add(i);}} catch (Exception e) {// TODO: handle exception} finally {System.out.println(thread.getName() + "释放了锁");lock.unlock();}}};}.start();}}

3、lockInterruptibly()响应中断的方法的使用：

/** * 观察现象：如果thread-0得到了锁，阻塞。。。thread-1尝试获取锁，如果拿不到，则可以被中断等待 * @author * */public class MyInterruptibly { private Lock lock = new ReentrantLock();       public static void main(String[] args)  {    MyInterruptibly test = new MyInterruptibly();        MyThread thread0 = new MyThread(test);        MyThread thread1 = new MyThread(test);        thread0.start();        thread1.start();                 try {            Thread.sleep(2000);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }        thread1.interrupt();        System.out.println("=====================");    }           public void insert(Thread thread) throws InterruptedException{        lock.lockInterruptibly();   //注意，如果需要正确中断等待锁的线程，必须将获取锁放在外面，然后将InterruptedException抛出        try {              System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");            long startTime = System.currentTimeMillis();            for(    ;     ;) {                if(System.currentTimeMillis() - startTime >= Integer.MAX_VALUE)                    break;                //插入数据            }        }        finally {            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行finally");            lock.unlock();            System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");        }      }} class MyThread extends Thread {    private MyInterruptibly test = null;    public MyThread(MyInterruptibly test) {        this.test = test;    }    @Override    public void run() {                 try {            test.insert(Thread.currentThread());        } catch (Exception e) {            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被中断");        }    }}

四、ReentrantReadWriteLock类：

ReentrantReadWriteLock中提供了很多丰富的方法，不过最主要的有两个方法：

1）、readLock()，用来获取读锁

2）、writeLock()，用来获取写锁

假如有多个线程进行读操作时，synchronized与ReentrantReadWriteLock方式比较：

1、synchronized方式：

** * 一个线程又要读又要写，用synchronize来实现的话，读写操作都只能锁住后一个线程一个线程地进行 * @author * */public class MySynchronizedReadWrite {        public static void main(String[] args)  {        final MySynchronizedReadWrite test = new MySynchronizedReadWrite();                 new Thread(){            public void run() {                test.get(Thread.currentThread());            };        }.start();                 new Thread(){            public void run() {                test.get(Thread.currentThread());            };        }.start();             }           public synchronized void get(Thread thread) {        long start = System.currentTimeMillis();        int i=0;        while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {        i++;        if(i%4==0){            System.out.println(thread.getName()+"正在进行写操作");        }else {        System.out.println(thread.getName()+"正在进行读操作");}        }        System.out.println(thread.getName()+"读写操作完毕");    }}

运行结果：

。。。Thread-0正在进行读操作Thread-0正在进行读操作Thread-0正在进行读操作Thread-0正在进行写操作Thread-0读写操作完毕Thread-1正在进行读操作Thread-1正在进行读操作Thread-1正在进行读操作。。。

结果分析：不管运行多少次，都是同样的结果，不管是读操作还是写操作，当一个线程获取锁并执行，另一个线程只有等待，当前线程执行完成后，等待线程才能执行，

2、ReentrantReadWriteLock方式：

/** * 使用读写锁，可以实现读写分离锁定，读操作并发进行，写操作锁定单个线程 *  * 如果有一个线程已经占用了读锁，则此时其他线程如果要申请写锁，则申请写锁的线程会一直等待释放读锁。 * 如果有一个线程已经占用了写锁，则此时其他线程如果申请写锁或者读锁，则申请的线程会一直等待释放写锁。 * @author * */public class MyReentrantReadWriteLock { private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();         public static void main(String[] args)  {        final MyReentrantReadWriteLock test = new MyReentrantReadWriteLock();                 new Thread(){            public void run() {                test.get(Thread.currentThread());                test.write(Thread.currentThread());            };        }.start();                 new Thread(){            public void run() {                test.get(Thread.currentThread());                test.write(Thread.currentThread());            };        }.start();             }          /**     * 读操作,用读锁来锁定     * @param thread     */    public void get(Thread thread) {        rwl.readLock().lock();        try {            long start = System.currentTimeMillis();                         while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {                System.out.println(thread.getName()+"正在进行读操作");            }            System.out.println(thread.getName()+"读操作完毕");        } finally {            rwl.readLock().unlock();        }    }    /**     * 写操作，用写锁来锁定     * @param thread     */    public void write(Thread thread) {        rwl.writeLock().lock();;        try {            long start = System.currentTimeMillis();                         while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {                System.out.println(thread.getName()+"正在进行写操作");            }            System.out.println(thread.getName()+"写操作完毕");        } finally {            rwl.writeLock().unlock();        }    }}

运行结果：

Thread-0正在进行读操作Thread-1正在进行读操作Thread-0正在进行读操作Thread-1正在进行读操作Thread-0正在进行读操作。。。Thread-1读操作完毕Thread-0读操作完毕Thread-0正在进行写操作Thread-0正在进行写操作Thread-0正在进行写操作Thread-0正在进行写操作Thread-0正在进行写操作。。。Thread-0写操作完毕Thread-1正在进行写操作Thread-1正在进行写操作Thread-1正在进行写操作Thread-1正在进行写操作。。。Thread-1写操作完毕

结果分析：

当两个线程获取的都是读锁的时候，读操作并发的进行，不会有线程进行等待，

当其中有线程需要获取写锁时，必须等待其他线程操作完成。

当其中有线程已经获取了写锁，其他线程必须等待当前线程写操作完成。

注意：

如果有一个线程已经占用了读锁，则此时其他线程如果要申请写锁，则申请写锁的线程会一直等待释放读锁。

如果有一个线程已经占用了写锁，则此时其他线程如果申请写锁或读锁，则申请的线程会一直等待释放写锁。

五、Lock与synchronized选择

1、Lock是一个接口，而synchronized是java中的关键字，synchronized是内置的语言实现。

2、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的发生；而Lock在发生异常时，如果没有主动通过unLock去释放锁，则可能造成死锁现象，因此使用Lock时，需要在finally块中释放锁。

3、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。

4、通过Lock可以知道有没有成功获取锁，而synchronized无法办到。

5、Lock可以提高多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的，所以说，具体使用时要根据实际情况来选择。