在網上看來很多關於同步鎖的博文，記錄下來方便以后閱讀
一、Lock和synchronized有以下幾點不同：
1）Lock是一個接口，而synchronized是Java中的關鍵字，synchronized是內置的語言實現，synchronized是在JVM層面上實現的，不但可以通過一些監控工具監控synchronized的鎖定，而且在代碼執行時出現異常，JVM會自動釋放鎖定，但是使用Lock則不行，lock是通過代碼實現的，要保證鎖定一定會被釋放，就必須將 unLock()放到finally{} 中；
2）synchronized在發生異常時，會自動釋放線程占有的鎖，因此不會導致死鎖現象發生；而Lock在發生異常時，如果沒有主動通過unLock()去釋放鎖，則很可能造成死鎖現象，因此使用Lock時需要在finally塊中釋放鎖；
3）Lock可以讓等待鎖的線程響應中斷，線程可以中斷去干別的事務，而synchronized卻不行，使用synchronized時，等待的線程會一直等待下去，不能夠響應中斷；
4）通過Lock可以知道有沒有成功獲取鎖，而synchronized卻無法辦到。
5）Lock可以提高多個線程進行讀操作的效率。
在性能上來說，如果競爭資源不激烈，兩者的性能是差不多的，而當競爭資源非常激烈時（即有大量線程同時競爭），此時Lock的性能要遠遠優於synchronized。所以說，在具體使用時要根據適當情況選擇。
舉個例子：當有多個線程讀寫文件時，讀操作和寫操作會發生沖突現象，寫操作和寫操作會發生沖突現象，但是讀操作和讀操作不會發生沖突現象。
但是采用synchronized關鍵字來實現同步的話，就會導致一個問題：
如果多個線程都只是進行讀操作，所以當一個線程在進行讀操作時，其他線程只能等待無法進行讀操作。
因此就需要一種機制來使得多個線程都只是進行讀操作時，線程之間不會發生沖突，通過Lock就可以辦到。
另外，通過Lock可以知道線程有沒有成功獲取到鎖。這個是synchronized無法辦到的
二、ReentrantLock獲取鎖定與三種方式：
a) lock(), 如果獲取了鎖立即返回，如果別的線程持有鎖，當前線程則一直處於休眠狀態，直到獲取鎖
b) tryLock(), 如果獲取了鎖立即返回true，如果別的線程正持有鎖，立即返回false；
c)tryLock(long timeout,TimeUnit unit)， 如果獲取了鎖定立即返回true，如果別的線程正持有鎖，會等待參數給定的時間，在等待的過程中，如果獲取了鎖定，就返回true，如果等待超時，返回false；
d) lockInterruptibly:如果獲取了鎖定立即返回，如果沒有獲取鎖定，當前線程處於休眠狀態，直到或者鎖定，或者當前線程被別的線程中斷
三、下面我們就來探討一下java.util.concurrent.locks包中常用的類和接口。
1.Lock
首先要說明的就是Lock，通過查看Lock的源碼可知，Lock是一個接口：
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public
interface
Lock {
void
lock();
void
lockInterruptibly()
throws
InterruptedException;
boolean
tryLock();
boolean
tryLock(
long
time, TimeUnit unit)
throws
InterruptedException;
void
unlock();
Condition newCondition();
}
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下面來逐個講述Lock接口中每個方法的使用，lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)和lockInterruptibly()是用來獲取鎖的。unLock()方法是用來釋放鎖的。newCondition()這個方法暫且不在此講述，會在后面的線程協作一文中講述。
在Lock中聲明了四個方法來獲取鎖，那么這四個方法有何區別呢？
首先lock()方法是平常使用得最多的一個方法，就是用來獲取鎖。如果鎖已被其他線程獲取，則進行等待。
由於在前面講到如果采用Lock，必須主動去釋放鎖，並且在發生異常時，不會自動釋放鎖。因此一般來說，使用Lock必須在try{}catch{}塊中進行，並且將釋放鎖的操作放在finally塊中進行，以保證鎖一定被被釋放，防止死鎖的發生。通常使用Lock來進行同步的話，是以下面這種形式去使用的：
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Lock lock = ...;
lock.lock();
try
{
//處理任務
}
catch
(Exception ex){
}
finally
{
lock.unlock();
//釋放鎖
}
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tryLock()方法是有返回值的，它表示用來嘗試獲取鎖，如果獲取成功，則返回true，如果獲取失敗（即鎖已被其他線程獲取），則返回false，也就說這個方法無論如何都會立即返回。在拿不到鎖時不會一直在那等待。
tryLock(long time, TimeUnit unit)方法和tryLock()方法是類似的，只不過區別在於這個方法在拿不到鎖時會等待一定的時間，在時間期限之內如果還拿不到鎖，就返回false。如果如果一開始拿到鎖或者在等待期間內拿到了鎖，則返回true。
所以，一般情況下通過tryLock來獲取鎖時是這樣使用的：
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Lock lock = ...;
if
(lock.tryLock()) {
try
{
//處理任務
}
catch
(Exception ex){
}
finally
{
lock.unlock();
//釋放鎖
}
}
else
{
//如果不能獲取鎖，則直接做其他事情
}
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lockInterruptibly()方法比較特殊，當通過這個方法去獲取鎖時，如果線程正在等待獲取鎖，則這個線程能夠響應中斷，即中斷線程的等待狀態。也就使說，當兩個線程同時通過lock.lockInterruptibly()想獲取某個鎖時，假若此時線程A獲取到了鎖，而線程B只有在等待，那么對線程B調用threadB.interrupt()方法能夠中斷線程B的等待過程。
由於lockInterruptibly()的聲明中拋出了異常，所以lock.lockInterruptibly()必須放在try塊中或者在調用lockInterruptibly()的方法外聲明拋出InterruptedException。
因此lockInterruptibly()一般的使用形式如下：
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public
void
method()
throws
InterruptedException {
lock.lockInterruptibly();
try
{
//.....
}
finally
{
lock.unlock();
}
}
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注意，當一個線程獲取了鎖之后，是不會被interrupt()方法中斷的。因為本身在前面的文章中講過單獨調用interrupt()方法不能中斷正在運行過程中的線程，只能中斷阻塞過程中的線程。
因此當通過lockInterruptibly()方法獲取某個鎖時，如果不能獲取到，只有進行等待的情況下，是可以響應中斷的。
而用synchronized修飾的話，當一個線程處於等待某個鎖的狀態，是無法被中斷的，只有一直等待下去。
2.ReentrantLock
ReentrantLock，意思是“可重入鎖”，關於可重入鎖的概念在下一節講述。ReentrantLock是唯一實現了Lock接口的類，並且ReentrantLock提供了更多的方法。下面通過一些實例看具體看一下如何使用ReentrantLock。
例子1，lock()的正確使用方法
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public
class
Test {
private
ArrayList<Integer> arrayList =
new
ArrayList<Integer>();
public
static
void
main(String[] args) {
final
Test test =
new
Test();
new
Thread(){
public
void
run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();
new
Thread(){
public
void
run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();
}
public
void
insert(Thread thread) {
Lock lock =
new
ReentrantLock();
//注意這個地方
lock.lock();
try
{
System.out.println(thread.getName()+
"得到了鎖"
);
for
(
int
i=
0
;i<
5
;i++) {
arrayList.add(i);
}
}
catch
(Exception e) {
// TODO: handle exception
}
finally
{
System.out.println(thread.getName()+
"釋放了鎖"
);
lock.unlock();
}
}
}
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各位朋友先想一下這段代碼的輸出結果是什么？
View Code
也許有朋友會問，怎么會輸出這個結果？第二個線程怎么會在第一個線程釋放鎖之前得到了鎖？原因在於，在insert方法中的lock變量是局部變量，每個線程執行該方法時都會保存一個副本，那么理所當然每個線程執行到lock.lock()處獲取的是不同的鎖，所以就不會發生沖突。
知道了原因改起來就比較容易了，只需要將lock聲明為類的屬性即可。
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public
class
Test {
private
ArrayList<Integer> arrayList =
new
ArrayList<Integer>();
private
Lock lock =
new
ReentrantLock();
//注意這個地方
public
static
void
main(String[] args) {
final
Test test =
new
Test();
new
Thread(){
public
void
run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();
new
Thread(){
public
void
run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();
}
public
void
insert(Thread thread) {
lock.lock();
try
{
System.out.println(thread.getName()+
"得到了鎖"
);
for
(
int
i=
0
;i<
5
;i++) {
arrayList.add(i);
}
}
catch
(Exception e) {
// TODO: handle exception
}
finally
{
System.out.println(thread.getName()+
"釋放了鎖"
);
lock.unlock();
}
}
}
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這樣就是正確地使用Lock的方法了。
例子2，tryLock()的使用方法
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public
class
Test {
private
ArrayList<Integer> arrayList =
new
ArrayList<Integer>();
private
Lock lock =
new
ReentrantLock();
//注意這個地方
public
static
void
main(String[] args) {
final
Test test =
new
Test();
new
Thread(){
public
void
run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();
new
Thread(){
public
void
run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();
}
public
void
insert(Thread thread) {
if
(lock.tryLock()) {
try
{
System.out.println(thread.getName()+
"得到了鎖"
);
for
(
int
i=
0
;i<
5
;i++) {
arrayList.add(i);
}
}
catch
(Exception e) {
// TODO: handle exception
}
finally
{
System.out.println(thread.getName()+
"釋放了鎖"
);
lock.unlock();
}
}
else
{
System.out.println(thread.getName()+
"獲取鎖失敗"
);
}
}
}
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輸出結果：
View Code
例子3，lockInterruptibly()響應中斷的使用方法：
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public
class
Test {
private
Lock lock =
new
ReentrantLock();
public
static
void
main(String[] args) {
Test test =
new
Test();
MyThread thread1 =
new
MyThread(test);
MyThread thread2 =
new
MyThread(test);
thread1.start();
thread2.start();
try
{
Thread.sleep(
2000
);
}
catch
(InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
thread2.interrupt();
}
public
void
insert(Thread thread)
throws
InterruptedException{
lock.lockInterruptibly();
//注意，如果需要正確中斷等待鎖的線程，必須將獲取鎖放在外面，然后將InterruptedException拋出
try
{
System.out.println(thread.getName()+
"得到了鎖"
);
long
startTime = System.currentTimeMillis();
for
( ; ;) {
if
(System.currentTimeMillis() - startTime >= Integer.MAX_VALUE)
break
;
//插入數據
}
}
finally
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+
"執行finally"
);
lock.unlock();
System.out.println(thread.getName()+
"釋放了鎖"
);
}
}
}
class
MyThread
extends
Thread {
private
Test test =
null
;
public
MyThread(Test test) {
this
.test = test;
}
@Override
public
void
run() {
try
{
test.insert(Thread.currentThread());
}
catch
(InterruptedException e) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+
"被中斷"
);
}
}
}
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運行之后，發現thread2能夠被正確中斷。
3.ReadWriteLock
ReadWriteLock也是一個接口，在它里面只定義了兩個方法：
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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();
}
|
一個用來獲取讀鎖，一個用來獲取寫鎖。也就是說將文件的讀寫操作分開，分成2個鎖來分配給線程，從而使得多個線程可以同時進行讀操作。下面的ReentrantReadWriteLock實現了ReadWriteLock接口。
4.ReentrantReadWriteLock
ReentrantReadWriteLock里面提供了很多豐富的方法，不過最主要的有兩個方法：readLock()和writeLock()用來獲取讀鎖和寫鎖。
下面通過幾個例子來看一下ReentrantReadWriteLock具體用法。
假如有多個線程要同時進行讀操作的話，先看一下synchronized達到的效果：
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public
class
Test {
private
ReentrantReadWriteLock rwl =
new
ReentrantReadWriteLock();
public
static
void
main(String[] args) {
final
Test test =
new
Test();
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();
while
(System.currentTimeMillis() - start <=
1
) {
System.out.println(thread.getName()+
"正在進行讀操作"
);
}
System.out.println(thread.getName()+
"讀操作完畢"
);
}
}
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這段程序的輸出結果會是，直到thread1執行完讀操作之后，才會打印thread2執行讀操作的信息。
View Code
而改成用讀寫鎖的話：
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public
class
Test {
private
ReentrantReadWriteLock rwl =
new
ReentrantReadWriteLock();
public
static
void
main(String[] args) {
final
Test test =
new
Test();
new
Thread(){
public
void
run() {
test.get(Thread.currentThread());
};
}.start();
new
Thread(){
public
void
run() {
test.get(Thread.currentThread());
};
}.start();
}
public
void
get(Thread thread) {
rwl.readLock().lock();
try
{
long
start = System.currentTimeMillis();
while
(System.currentTimeMillis() - start <=
1
) {
System.out.println(thread.getName()+
"正在進行讀操作"
);
}
System.out.println(thread.getName()+
"讀操作完畢"
);
}
finally
{
rwl.readLock().unlock();
}
}
}
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此時打印的結果為：
View Code
說明thread1和thread2在同時進行讀操作。
這樣就大大提升了讀操作的效率。
不過要注意的是，如果有一個線程已經占用了讀鎖，則此時其他線程如果要申請寫鎖，則申請寫鎖的線程會一直等待釋放讀鎖。
如果有一個線程已經占用了寫鎖，則此時其他線程如果申請寫鎖或者讀鎖，則申請的線程會一直等待釋放寫鎖。
關於ReentrantReadWriteLock類中的其他方法感興趣的朋友可以自行查閱API文檔。