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Lock详解

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1、Lock提供了无条件的、可轮询的、定时的、可中断的锁获取操作,所有加锁和解锁的方法都是显式的。

public interface Lock{

    void lock();

    void lockInterruptibly() throws  InterruptedException;

    boolean tryLock();

    boolean tryLock(long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException;

    void unlock();

    Condition newCondition();

}

2、ReentrantLock实现了lock接口,跟synchronized相比,ReentrantLock为处理不可用的锁提供了更多灵活性。

3、使用lock接口的规范形式要求在finally块中释放锁lock.unlock()。如果锁守护的代码在try块之外抛出了异常,它将永远不会被释放。

 

 

Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。此实现允许更灵活的结构,可以具有差别很大的属性,可以支持多个相关的 Condition 对象。

 

锁是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。通常,锁提供了对共享资源的独占访问。一次只能有一个线程获得锁,对共享资源的所有访问都需要首先获得锁。不过,某些锁可能允许对共享资源并发访问,如 ReadWriteLock 的读取锁。

 

synchronized 方法或语句的使用提供了对与每个对象相关的隐式监视器锁的访问,但却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,且必须在与所有锁被获取时相同的词法范围内释放所有锁。

 

虽然 synchronized 方法和语句的范围机制使得使用监视器锁编程方便了很多,而且还帮助避免了很多涉及到锁的常见编程错误,但有时也需要以更为灵活的方式使用锁。例如,某些遍历并发访问的数据结果的算法要求使用 "hand-over-hand" 或 "chain locking":获取节点 A 的锁,然后再获取节点 B 的锁,然后释放 A 并获取 C,然后释放 B 并获取 D,依此类推。

 

Lock 接口的实现允许锁在不同的作用范围内获取和释放,并允许以任何顺序获取和释放多个锁,从而支持使用这种技术。

 

随着灵活性的增加,也带来了更多的责任。不使用块结构锁就失去了使用 synchronized 方法和语句时会出现的锁自动释放功能。

 

在大多数情况下,应该使用以下语句:

     Lock l = ...;
     l.lock();
     try {
         // access the resource protected by this lock
     } finally {
         l.unlock();
     }


 锁定和取消锁定出现在不同作用范围中时,必须谨慎地确保保持锁定时所执行的所有代码用 try-finally 或 try-catch 加以保护,以确保在必要时释放锁。

 


Lock 实现提供了使用 synchronized 方法和语句所没有的其他功能,包括提供了一个非块结构的获取锁尝试 (tryLock())、一个获取可中断锁的尝试 (lockInterruptibly()) 和一个获取超时失效锁的尝试 (tryLock(long, TimeUnit))。

 

 

Lock 类还可以提供与隐式监视器锁完全不同的行为和语义,如保证排序、非重入用法或死锁检测。如果某个实现提供了这样特殊的语义,则该实现必须对这些语义加以记录。

注意,Lock 实例只是普通的对象,其本身可以在 synchronized 语句中作为目标使用。获取 Lock 实例的监视器锁与调用该实例的任何 lock() 方法没有特别的关系。为了避免混淆,建议除了在其自身的实现中之外,决不要以这种方式使用 Lock 实例。

除非另有说明,否则为任何参数传递 null 值都将导致抛出 NullPointerException。

内存同步


所有 Lock 实现都必须 实施与内置监视器锁提供的相同内存同步语义,如 The Java Language Specification, Third Edition (17.4 Memory Model) 中所描述的:

成功的 lock 操作与成功的 Lock 操作具有同样的内存同步效应。
成功的 unlock 操作与成功的 Unlock 操作具有同样的内存同步效应。

 


不成功的锁定与取消锁定操作以及重入锁定/取消锁定操作都不需要任何内存同步效果。


实现注意事项


三种形式的锁获取(可中断、不可中断和定时)在其性能特征、排序保证或其他实现质量上可能会有所不同。而且,对于给定的 Lock 类,可能没有中断正在进行的 锁获取的能力。因此,并不要求实现为所有三种形式的锁获取定义相同的保证或语义,也不要求其支持中断正在进行的锁获取。实现必需清楚地对每个锁定方法所提供的语义和保证进行记录。还必须遵守此接口中定义的中断语义,以便为锁获取中断提供支持:完全支持中断,或仅在进入方法时支持中断。

 

由于中断通常意味着取消,而通常又很少进行中断检查,因此,相对于普通方法返回而言,实现可能更喜欢响应某个中断。即使出现在另一个操作后的中断可能会释放线程锁时也是如此。实现应记录此行为。

 

 

相比synchronized我写了样例供大家交流

 


package org.flybird.executor;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Task
{
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
    private final Condition addCondition = lock.newCondition();
    private final Condition subCondition = lock.newCondition();
    private static int num = 0;
    private List<String> lists = new LinkedList<String>();

    public void add() throws InterruptedException
    {
        this.lock.lock();
        try
        {
            while (lists.size() == 10)
            {
                this.addCondition.await();
            }
            num++;
            lists.add("add string" + num);
            System.out.println("==========================");
            System.out.println("the add string size is "+lists.size());
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            System.out.println("==========================");
            this.subCondition.signal();
       

        } finally
        {
            this.lock.unlock();
        }
    }

    public void sub() throws InterruptedException
    {
        this.lock.lock();
        try
        {
            if (this.lists.size() > 0)
            {
           
                    this.lists.remove(0);
                    System.out.println("--------------------------------------------");
                    System.out.println("the sub string is " + num);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                    System.out.println("--------------------------------------------");
                    num--;
                    this.addCondition.signal();
                }
            else
            {
               
            this.subCondition.await();
            }
       

        } finally
        {
            this.lock.unlock();
        }
    }
}
代码二

 package org.flybird.executor;

public class AddThread implements Runnable
{
    private Task task = null;
    public AddThread(Task task)
    {
        this.task=task;
    }
    @Override
    public void run()
    {
       try
    {
        this.task.add();
    } catch (InterruptedException e)
    {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }

    }

}
代码三

 package org.flybird.executor;

public class SubThread implements Runnable
{
    private Task task;

    public SubThread(Task task)
    {
        this.task = task;
    }

    @Override
    public void run()
    {
        try
        {
            this.task.sub();
        } catch (InterruptedException e)
        {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

}
代码四

 package org.flybird.executor;

public class TestLock
{

    /**
     * @param args
     * @throws InterruptedException
     */
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException
    {
       
        Task task = new Task();
        int i=0;
        while(i<10)
        {
            Thread t1=new Thread(new AddThread(task));
            Thread t3=new Thread(new AddThread(task));
            Thread t7=new Thread(new AddThread(task));
            Thread t8=new Thread(new AddThread(task));
            Thread t2 = new Thread(new SubThread(task));
            Thread t4 = new Thread(new SubThread(task));
            Thread t5 = new Thread(new SubThread(task));
            Thread t6 = new Thread(new SubThread(task));
            t2.start();
           
            t8.start();
            t1.start();
            t1.sleep(2000);
            t3.start();
            i++;
            Thread.sleep(1000);
            t6.start();
            t7.start();
            t5.start();
            t4.start();
           
        }
//        Thread t1=new Thread(new AddThread(task));
//        Thread t2=new Thread(new AddThread(task));
//        Thread t3=new Thread(new AddThread(task));
//        Thread t4=new Thread(new AddThread(task));
//        Thread t5 = new Thread(new SubThread(task));
//        Thread t6 = new Thread(new SubThread(task));
//        t1.start();
//        t2.start();
//        t5.start();
//        t3.start();
//        t4.start();
//       
//        t6.start();

    }

}

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