详解Java多线程编程中互斥锁ReentrantLock类的用法

0.关于互斥锁

所谓互斥锁, 指的是一次最多只能有一个线程持有的锁. 在jdk1.5之前, 我们通常使用synchronized机制控制多个线程对共享资源的访问. 而现在, Lock提供了比synchronized机制更广泛的锁定操作, Lock和synchronized机制的主要区别:
synchronized机制提供了对与每个对象相关的隐式监视器锁的访问, 并强制所有锁获取和释放均要出现在一个块结构中, 当获取了多个锁时, 它们必须以相反的顺序释放. synchronized机制对锁的释放是隐式的, 只要线程运行的代码超出了synchronized语句块范围, 锁就会被释放. 而Lock机制必须显式的调用Lock对象的unlock()方法才能释放锁, 这为获取锁和释放锁不出现在同一个块结构中, 以及以更自由的顺序释放锁提供了可能。

1. ReentrantLock介绍
ReentrantLock是一个可重入的互斥锁，又被称为“独占锁”。
顾名思义，ReentrantLock锁在同一个时间点只能被一个线程锁持有；而可重入的意思是，ReentrantLock锁，可以被单个线程多次获取。
ReentrantLock分为“公平锁”和“非公本文来源gaodai$ma#com搞$$代**码)网@平锁”。它们的区别体现在获取锁的机制上是否公平。“锁”是为了保护竞争资源，防止多个线程同时操作线程而出错，ReentrantLock在同一个时间点只能被一个线程获取(当某线程获取到“锁”时，其它线程就必须等待)；ReentraantLock是通过一个FIFO的等待队列来管理获取该锁所有线程的。在“公平锁”的机制下，线程依次排队获取锁；而“非公平锁”在锁是可获取状态时，不管自己是不是在队列的开头都会获取锁。

ReentrantLock函数列表

// 创建一个 ReentrantLock ，默认是“非公平锁”。ReentrantLock()// 创建策略是fair的 ReentrantLock。fair为true表示是公平锁，fair为false表示是非公平锁。ReentrantLock(boolean fair) // 查询当前线程保持此锁的次数。int getHoldCount()// 返回目前拥有此锁的线程，如果此锁不被任何线程拥有，则返回 null。protected Thread getOwner()// 返回一个 collection，它包含可能正等待获取此锁的线程。protected Collection<Thread> getQueuedThreads()// 返回正等待获取此锁的线程估计数。int getQueueLength()// 返回一个 collection，它包含可能正在等待与此锁相关给定条件的那些线程。protected Collection<Thread> getWaitingThreads(Condition condition)// 返回等待与此锁相关的给定条件的线程估计数。int getWaitQueueLength(Condition condition)// 查询给定线程是否正在等待获取此锁。boolean hasQueuedThread(Thread thread)// 查询是否有些线程正在等待获取此锁。boolean hasQueuedThreads()// 查询是否有些线程正在等待与此锁有关的给定条件。boolean hasWaiters(Condition condition)// 如果是“公平锁”返回true，否则返回false。boolean isFair()// 查询当前线程是否保持此锁。boolean isHeldByCurrentThread()// 查询此锁是否由任意线程保持。boolean isLocked()// 获取锁。void lock()// 如果当前线程未被中断，则获取锁。void lockInterruptibly()// 返回用来与此 Lock 实例一起使用的 Condition 实例。Condition newCondition()// 仅在调用时锁未被另一个线程保持的情况下，才获取该锁。boolean tryLock()// 如果锁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。boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit)// 试图释放此锁。void unlock()

2. ReentrantLock示例
通过对比“示例1”和“示例2”,我们能够清晰的认识lock和unlock的作用
2.1 示例1

import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; // LockTest1.java// 仓库class Depot {  private int size;  // 仓库的实际数量 private Lock lock;  // 独占锁  public Depot() {  this.size = 0;  this.lock = new ReentrantLock(); }  public void produce(int val) {  lock.lock();  try {   size += val;   System.out.printf("%s produce(%d) --> size=%d\n",      Thread.currentThread().getName(), val, size);  } finally {   lock.unlock();  } }  public void consume(int val) {  lock.lock();  try {   size -= val;   System.out.printf("%s consume(%d) <-- size=%d\n",      Thread.currentThread().getName(), val, size);  } finally {   lock.unlock();  } }};  // 生产者class Producer { private Depot depot;  public Producer(Depot depot) {  this.depot = depot; }  // 消费产品：新建一个线程向仓库中生产产品。 public void produce(final int val) {  new Thread() {   public void run() {    depot.produce(val);   }  }.start(); }} // 消费者class Customer { private Depot depot;  public Customer(Depot depot) {  this.depot = depot; }  // 消费产品：新建一个线程从仓库中消费产品。 public void consume(final int val) {  new Thread() {   public void run() {    depot.consume(val);   }  }.start(); }} public class LockTest1 {  public static void main(String[] args) {   Depot mDepot = new Depot();  Producer mPro = new Producer(mDepot);  Customer mCus = new Customer(mDepot);   mPro.produce(60);  mPro.produce(120);  mCus.consume(90);  mCus.consume(150);  mPro.produce(110); }}

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[搞代码]

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