并发编程学习总结(四) ：java 显式锁ReentrantLock使用详解之lock()\unlock() 加锁与释放锁

在大多数实际的多线程应用中，两个或两个以上的线程需要共享对同一数据的存取。如果两个线程存取相同的对象，并且每一个线程都调用了一个修改该对象状态的方法，那么线程彼此踩了对方的脚，根据各线程访问数据的次序，可能会产生讹误的对象。这样的一种现象称之为竞争条件。

当然多个线程共享一个变量在实际的应用中有时难以避免，但是我们可以通过java提供的一些技术来避免线程彼此踩脚的行为发生。

java提供了锁机制来对多个线程共享一个变量进行同步，在java SE 5.0引入了显式锁ReentrantLock类，以及从1.0版本开始的对象内部锁 可以通过synchronized关键字声明某个线程持有这个对象内部锁，我们这小结先学习ReentrantLock锁的使用，下一节学习synchronized关键字的使用。

(1) ReentrantLock锁的使用结构

ReentrantLock 是java.unti.concurrent包下的一个类，它的一般使用结构如下所示：

public void lockMethod() {ReentrantLock myLock = new ReentrantLock();myLock.lock();try{// 受保护的代码段//critical section} finally {// 可以保证发生异常 锁可以得到释放 避免死锁的发生myLock.unlock();}}

把解锁操作括在finally字句之内是至关重要的，如果受保护的代码抛出异常，锁可以得到释放，这样可以避免死锁的发生

我们执行下面代码：

public class ReentrantLockTest1 {private int num = 10;    private ReentrantLock myLock = new ReentrantLock();public void writeNumMethod() {//myLock.lock();try{// 受保护的代码段int index =10;while(index > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : "+ num);num-=10;long beginTime = System.currentTimeMillis();while(System.currentTimeMillis() - beginTime < 10){}num+=10;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : "+ num);index--;}} finally {// 可以保证发生异常 锁可以得到释放 避免死锁的发生//myLock.unlock();}}public void readNumMethod() {//myLock.lock();try{int index = 10;// 受保护的代码段while(index > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : "+ num);index--;}} finally {// 可以保证发生异常 锁可以得到释放 避免死锁的发生//myLock.unlock();}}public static void main(String [] args) {final ReentrantLockTest1 myLockTest = new ReentrantLockTest1();Thread t1 = new Thread(new Runnable() {public void run() {myLockTest.writeNumMethod();}},"A");Thread t2 = new Thread(new Runnable() {public void run() {myLockTest.readNumMethod();}},"B");t1.start();t2.start();}}

上面示例中 writeNumMethod方法 对num变量进行先减10 然后再加10，readNumMethod方法读取num的值，线程A执行writeNumMethod方法，线程B执行readNumMethos方法，我们期望两个线程的 输出的结果都是10，但是由于我们没有对这个共享变量num 进行同步，假如此时线程A执行到num-=10这句代码时，线程的cpu时间片到时了，这时操作系统就会去调度线程B这样线程B就会输出0值。我们看一输出结果。

输出结果：

A : 10B : 10B : 0B : 0B : 0B : 0B : 0B : 0B : 0B : 0B : 0A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10

果然共享变量出现了讹误的现象。

那么如果我们取消代码中显式锁前的注释，再次运行代码。

A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10A : 10B : 10B : 10B : 10B : 10B : 10B : 10B : 10B : 10B : 10B : 10

输出结果是显式锁很好的保护了 writeNumMethod 的操作，假设线程A在执行结束前被剥夺了运行权，这是线程B调用readNumMethod方法去读取num的值，但是由于线程B不能获得锁，线程B必须等待线程A释放锁才能执行readNumMethod方法。这样就保证了writeNumMethod方法的原子性，也就保证了共享变量num不会出现讹误的现象。

(2)ReentrantLock是可重入锁

ReentrantLock持有一个所计数器，当已持有所的线程再次获得该锁时计数器值加1，每调用一次lock.unlock()时所计数器值减一，直到所计数器值为0，此时线程释放锁。

我们测试以下代码：

public class ReentrantLockTest2 {private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();public void testReentrantLock() {// 线程获得锁lock.lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get lock");long beginTime = System.currentTimeMillis();while(System.currentTimeMillis() - beginTime < 100){}lock.lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get lock again");long beginTime2 = System.currentTimeMillis();while(System.currentTimeMillis() - beginTime2 < 100){}}finally {// 线程释放锁lock.unlock();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " release lock");}} finally {// 线程释放锁lock.unlock();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " release lock again");}}public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubfinal ReentrantLockTest2 test2 = new ReentrantLockTest2();Thread thread = new Thread(new Runnable(){public void run() {test2.testReentrantLock();}},"A");thread.start();}}输出结果：A get lockA get lock againA release lockA release lock again