Lock的使用

掌握如下关键知识点:

• ReentrantLock类的使用
• ReentrantReadWriteLock类的使用

使用ReentrantLock类

在Java多线程中,可以使用synchronized关键字来实现线程之间同步互斥,但在JDK1.5中新增加了ReentrantLock类也能达到同样的效果,并且在扩展功能上也更加强大,比如嗅探锁定、多路分支通知等功能,并且在使用上也比synchronized更加的灵活.

• 使用ReentrantLock实现同步:测试1

调用ReentrantLock对象的lock()方法获得锁,调用unlock()方法释放锁

• 使用ReentrantLock实现同步:测试2

调用lock()代码的线程就持有了"对象监视器",其他线程只有等待锁被释放时再次争抢.效果和使用synchronized关键字一样,线程之间执行的顺序是随机的.

• 使用Condition实现等待/通知:错误用法与解决

关键字synchronized与wait()和notify()/notifyAll()方法相结合可以实现等待/通知模式,类ReentrantLock也可以实现同样的功能,但需要借助于Condition对象.
Condition类在一个Lock对象里面可以可以创建多个Condition(即对象监视器)实例,线程对象可以注册在指定的Condition中,从而可以有选择性地进行线程通知,在调度线程上更加灵活
在使用notify()/notifyAll()方法进行通知时,被通知的线程是由JVM堆积选择的;使用ReentrantLock结合Condition类是可以实现"选择性通知".
synchronized就相当于整个Lock对象中只有一个单一的Condition对象,所有的线程都注册在同一个对象的身上.线程开始notifyAll()时,需要通知所有的WAITING线程,没有选择权,会出现相当大的效率问题.
必须在condition.await()方法调用之前调用lock.lock()代码获得同步监视器
Condition对象的await()方法可以使当前执行任务的线程进入等待WAITING状态.

• 正确使用Condition实现等待/通知

Object类中的wait()方法相当于Condition类中的await()方法
Object类中的wait(long timeout)方法相当于Condition类中的await(long time,TimeUnit unit)方法
Object类中的notify()方法相当于Condition类中的signal()方法
Object类中的notifyAll方法相当于Condition类中的signalAll()方法

• 使用多个Condition实现通知部分线程:错误用法

condition.signalAll()唤醒所有condition.await()的线程.

• 使用多个Condition实现通知部分线程:正确用法

使用多个Condition对象,对线程进行分组,然后唤醒指定组中的线程.

• 实现生产者/消费者模式:一对一交替打印 signal()

• 实现生产者/消费者模式:多对多交替打印 signalAll()

• 公平锁与非公平锁

锁Lock分为"公平锁"和"非公平锁",
公平锁表示线程获得锁的顺序是按照线程加锁的顺序来分配的,即先来先得的FIFO先进先出顺序.
非公平锁就是一种获取锁的抢占机制,是随机获得锁的,和公平锁不一样的就是先来的不一定先得到锁,这个方法可能造成某些线程一直拿不到锁,结果也就是不公平的了.
ReentrantLock lock=new ReentrantLock(false);
默认是非公平锁.

• 方法getHoldCount()、getQueueLength()和getWaitQueueLength()的测试

• 方法int getQueueLength()的作用是查询当前线程保持此锁定的个数,也就是调用lock()方法的次数
• 方法int getQueueLength()的作用是返回正在等待获得此锁定的线程的估计数,比如有5个线程,1个线程首先执行await()方法,那么在调用getQueueLength()方法后返回值是4,说明有4个线程同时在等待lock的释放.
• 方法int getWaitQueueLength(Condition condition)的作用是返回等待与此锁定相关的给定条件Condition的线程估计数,比如有5个线程,每个线程都执行了同一个condition对象的await()方法,则调用getWaitQueueLength(Condition condition)方法时返回的int值是5.

• 方法hasQueuedThread()、hasQueuedThreads()和hasWaiters()的测试

• 方法boolean hasQueuedThread(Thread thread)的作用是查询指定的线程是否正在等待获取此锁定
• 方法boolean hasQueuedThreads()的作用是查询是否有线程正在等待获取此锁定
• 方法boolean hasWaiters(Condition condition)的作用是查询是否有线程正在等待与此锁定有关的condition条件

• 方法isFair()、isHeldByCurrentThread()和isLocked()的测试

• 方法boolean isFair()的作用是判断是不是公平锁
• 方法boolean isHeldByCurrentThread()的作用是查询当前线程是否保持此锁定
• 方法boolean isLocked()的作用是查询此锁定是否由任意线程保持

• 方法lockInterruptibly()、tryLock()和tryLock(long timeout,TimeUnit unit)的测试

• 方法void lockInterruptibly()的作用是:如果当前线程未被中断,则获取锁定,如果已经被中断则出现异常
• 方法boolean tryLock()的作用是:仅在调用时锁定未被另一个线程保持的情况下,才能获取该锁定.
• 方法boolean tryLock(long timeout,TimeUnit unit)的作用是:如果锁定在给定等待时间内没有被另一个线程保持,且当前线程未被中断,则获取该锁定.

• 方法awaitUninterruptibly()的使用

• 方法awaitUntil()的使用

• 使用Condition实现顺序执行

使用ReentrantReadWriteLock类

• 类ReentrantLock具有完全互斥排他的效果,即同一时间只有一个线程在执行ReentrantLock.lock()方法后面的任务.保证了实例变量的线程安全性,但效率低下
• 读写锁表示有两个锁,读操作锁(共享锁)、写操作锁(排他锁)
• 多个Thread可以同时进行读取操作,但是同一时刻只允许一个Thread进行写操作.