java线程锁之lock

lock和synchronized的区别
　　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是一个类，通过这个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方法或者synchronized代码块执行完之后，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，如果没有主动释放锁，就有可能导致出现死锁现象。

*Lock
　　首先要说明的就是Lock，通过查看Lock的源码可知，Lock是一个接口：
　　

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

Lock接口中每个方法的使用：
lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)、lockInterruptibly()是用来获取锁的。 unLock()方法是用来释放锁的。

四个获取锁方法的区别：

　　lock()方法是平常使用得最多的一个方法，就是用来获取锁。如果锁已被其他线程获取，则进行等待。
由于在前面讲到如果采用Lock，必须主动去释放锁，并且在发生异常时，不会自动释放锁。因此一般来说，使用Lock必须在try{}catch{}块中进行，并且将释放锁的操作放在finally块中进行，以保证锁一定被被释放，防止死锁的发生。

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，如果获取失败（即锁已被其他线程获取），则返回false，也就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等待。

　　tryLock(long time, TimeUnit unit)方法和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一定的时间，在时间期限之内如果还拿不到锁，就返回false。如果如果一开始拿到锁或者在等待期间内拿到了锁，则返回true。

　　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，则这个线程能够响应中断，即中断线程的等待状态。也就使说，当两个线程同时通过lock.lockInterruptibly()想获取某个锁时，假若此时线程A获取到了锁，而线程B只有等待，那么对线程B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之后，是不会被interrupt()方法中断的。
　　因此当通过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修饰的话，当一个线程处于等待某个锁的状态，是无法被中断的，只有一直等待下去。

ReentrantLock
直接使用lock接口的话，我们需要实现很多方法，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”。

lock()的正确使用方法：

package cn.itcast_01_mythread.thread.lock;import java.util.ArrayList;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;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();    }}

tryLock()的使用方法：

package cn.itcast_01_mythread.thread.lock;import java.util.ArrayList;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/** * 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();    }}

lockInterruptibly()响应中断的使用方法：

package cn.itcast_01_mythread.thread.lock;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/** * 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");            }        }}

*ReadWriteLock
　　ReadWriteLock也是一个接口，在它里面只定义了两个方法：
　　

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();}

　　一个用来获取读锁，一个用来获取写锁。也就是说将文件的读写操作分开，分成2个锁来分配给线程，从而使得多个线程可以同时进行读操作。下面的ReentrantReadWriteLock实现了ReadWriteLock接口。
　　*ReentrantReadWriteLock
　　ReentrantReadWriteLock里面提供了很多丰富的方法，不过最主要的有两个方法：readLock()和writeLock()用来获取读锁和写锁。
　　假如有多个线程要同时进行读操作的话，先看一下synchronized达到的效果：
　　

package cn.itcast_01_mythread.thread.lock;/** * 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");    }}

改成用读写锁的话：

package cn.itcast_01_mythread.thread.lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;/** * 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();            }        }}

注意：
　　不过要注意的是，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。

Lock和synchronized的选择
　　
　　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发生；而Lock在发生异常时，如果没有主动通过unLock()去释放锁，则很可能造成死锁现象，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却无法办到。
　　5）Lock可以提高多个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。所以说，在具体使用时要根据适当情况选择。