java 锁全面解析（二）

接着上篇java 锁全面解析（一）

四、java.util.corrent包

Lock接口及其实现提供了与synchronized关键字类似的同步功能，与synchronized关键字相比，缺少了隐式释放锁的便捷，但是拥有锁获取和释放的可操作性、可中断的获取锁以及超时获取锁等多种同步特性。

1、Lock具备的特性

1）尝试非阻塞地获取锁

2）能被中断的获取锁

3）超时获取锁

常见的使用：

Lock lock = new ReentrantLock();lock.lock();try {} finally {lock.unlock();}

2、Lock底层实现——队列同步器

锁是面向使用者的，它定义了使用者与锁交互的接口，隐藏了实现细节；同步器面向的是锁的实现者，它简化了锁的实现方式，屏蔽了同步状态管理、线程的排队、等待与唤醒等底层操作。

同步器的设计师基于模板方法模式的，继承者实现抽象方法来管理同步状态。同步器提供3个状态管理方法：getState(), setState()，compareAndSetState()。同步器提供的模板方法基本上分为3类：独占式获取与释放同步状态、共享式获取与释放同步状态和查询同步队列中的等待线程情况。 同步器依赖内部的同步队列（双向FIFO队列）来完成同步状态的管理。当前线程获取同步状态失败时，会将当前线程以及等待状态等信息构成一个节点，加入到队列中，同时阻塞当前线程。同步状态释放的时候，会把首节点中的线程唤醒，使其尝试获取同步状态。

3、Lock基本操作

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

1) 重入锁ReentrantLock

指任意线程在获取锁之后能够再次获取该锁而不被阻塞。释放锁时，线程重复n次获取了锁，需要n次释放其他线程才能获取到锁。

2）公平锁

公平性是针对获取锁而言的。如果一个锁是公平的，那么锁的获取顺序准讯FIFO，但通常情况下公平锁的性能会比非公平锁要低。

3）读写锁

允许多个读线程同时 获取锁，但是在写线程获取锁时，所有的读和其他写线程都将被阻塞。

4）锁降级

锁降级是指写锁降级为读锁。

5）condition接口

Condition定义了等待/通知两种类型的方法，当前线程调用这些方法时，需要提前获取到Condition对象关联的锁。Condition对象由Lock对象创建，所以Condition也是依赖Lock对象的。在Condition中，用await()替换wait()，用signal()替换notify()，用signalAll()替换notifyAll()。

4、Lock与synchronized的异同

 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。

class Resource {    private final int MAX_SIZE = 100;    private LinkedList<Object> list = new LinkedList<Object>();    private Lock lock = new ReentrantLock();    private Condition condition = lock.newCondition();    public void produce(int num) {        lock.lock();        try {            while (list.size() + num > MAX_SIZE) {                System.out.println("Thread " + Thread.currentThread() + " 需要生产已满，等待消费");                condition.await();            }            for (int i = 0; i < num; i++) {                list.add(new Object());            }            System.out.println("【已经生产产品数】:" + num + "【现仓储量为】:" + list.size());            condition.signalAll();        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        } finally {            lock.unlock();        }    }    public void consume(int num) {        lock.lock();        try {            while (list.size() < num) {                System.out.println("Thread " + Thread.currentThread() + " 消费不足，需要生产");                condition.await();            }            for (int i = 0; i < num; i++) {                list.remove();            }            System.out.println("【已经消费产品数】:" + num + "【现仓储量为】:" + list.size());            condition.signalAll();        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        } finally {            lock.unlock();        }    }}

五、ThreadLocal

ThreadLocal存放的值是线程内共享的，线程间互斥的，主要用于线程内共享一些数据，避免通过参数来传递。JVM 为每个运行的线程，绑定了私有的本地实例存取空间，从而为多线程环境常出现的并发访问问题提供了一种隔离机制。

简单来看，ThreadLocal类的实现是依托于一个内部类ThreadLocalMap，存取的时候，先获得当前线程，然后获取到当前线程本地变量Map，最后将当前使用的ThreadLocal和传入的值放到Map中，也就是说ThreadLocalMap中存的值是[ThreadLocal对象, 存放的值]。