转）深入研究ReentrantLock（重入锁）之引出话题篇

 

 

一直以来都想好好研究下ReentrantLock，她的独到魅力令我屡试不爽，无奈网上实在是没有太多的资料可以参考，于是自己开始深入研究它的内部实现机制，经过数天的研究，终于有点心得体会升华了，记录之……

synchronized原语和ReentrantLock在一般情况下没有什么区别，但是在非常复杂的同步应用中，请考虑使用ReentrantLock，特别是遇到下面2种需求的时候。
1.某个线程在等待一个锁的控制权的这段时间需要中断
2.需要分开处理一些wait-notify，ReentrantLock里面的Condition应用，能够控制notify哪个线程
3.具有公平锁功能，每个到来的线程都将排队等候
下面细细道来……

先说第一种情况，ReentrantLock的lock机制有2种，忽略中断锁和响应中断锁，这给我们带来了很大的灵活性。比如：如果A、B2个线程去竞争锁，A线程得到了锁，B线程等待，但是A线程这个时候实在有太多事情要处理，就是一直不返回，B线程可能就会等不及了，想中断自己，不再等待这个锁了，转而处理其他事情。这个时候ReentrantLock就提供了2种机制，第一，B线程中断自己（或者别的线程中断它），但是 ReentrantLock不去响应，继续让B线程等待，你再怎么中断，我全当耳边风（synchronized原语就是如此）；第二，B线程中断自己（或者别的线程中断它），ReentrantLock处理了这个中断，并且不再等待这个锁的到来，完全放弃。（如果你没有了解java的中断机制，请参考下相关资料，再回头看这篇文章，80%的人根本没有真正理解什么是java的中断，呵呵）

这里来做个试验，首先搞一个Buffer类，它有读操作和写操作，为了不读到脏数据，写和读都需要加锁，我们先用synchronized原语来加锁，如下：

public   class  Buffer {

    private  Object lock;

    public  Buffer() {
        lock = this ;
    }

    public   void  write() {
        synchronized  (lock) {
            long  startTime = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("开始往这个buff写入数据…" );
            for  (;;) // 模拟要处理很长时间
            {
                if  (System.currentTimeMillis()
                        - startTime > Integer.MAX_VALUE)
                    break ;
            }
            System.out.println("终于写完了" );
        }
    }

    public   void  read() {
        synchronized  (lock) {
            System.out.println("从这个buff读数据" );
        }
    }
}

接着，我们来定义2个线程，一个线程去写，一个线程去读。

public   class  Writer  extends  Thread {

    private  Buffer buff;

    public  Writer(Buffer buff) {
        this .buff = buff;
    }

    @Override
    public   void  run() {
        buff.write();
    }

}

public   class  Reader  extends  Thread {

    private  Buffer buff;

    public  Reader(Buffer buff) {
        this .buff = buff;
    }

    @Override
    public   void  run() {

        buff.read();//这里估计会一直阻塞

        System.out.println("读结束" );

    }

}

好了，写一个Main来试验下，我们有意先去“写”，然后让“读”等待，“写”的时间是无穷的，就看“读”能不能放弃了。

public   class  Test {
    public   static   void  main(String[] args) {
        Buffer buff = new  Buffer();

        final  Writer writer =  new  Writer(buff);
        final  Reader reader =  new  Reader(buff);

        writer.start();
        reader.start();

        new  Thread( new  Runnable() {

            @Override
            public   void  run() {
                long  start = System.currentTimeMillis();
                for  (;;) {
                    //等5秒钟去中断读
                    if  (System.currentTimeMillis()
                            - start > 5000 ) {
                        System.out.println("不等了，尝试中断" );
                        reader.interrupt();
                        break ;
                    }

                }

            }
        }).start();

    }
}

我们期待“读”这个线程能退出等待锁，可是事与愿违，一旦读这个线程发现自己得不到锁，就一直开始等待了，就算它等死，也得不到锁，因为写线程要 21亿秒才能完成 T_T ，即使我们中断它，它都不来响应下，看来真的要等死了。这个时候，ReentrantLock给了一种机制让我们来响应中断，让“读”能伸能屈，勇敢放弃对这个锁的等待。我们来改写Buffer这个类，就叫BufferInterruptibly吧，可中断缓存。

import  java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public   class  BufferInterruptibly {

    private  ReentrantLock lock =  new  ReentrantLock();

    public   void  write() {
        lock.lock();
        try  {
            long  startTime = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("开始往这个buff写入数据…" );
            for  (;;) // 模拟要处理很长时间
            {
                if  (System.currentTimeMillis()
                        - startTime > Integer.MAX_VALUE)
                    break ;
            }
            System.out.println("终于写完了" );
        } finally  {
            lock.unlock();
        }
    }

    public   void  read()  throws  InterruptedException {
        lock.lockInterruptibly();// 注意这里，可以响应中断
        try  {
            System.out.println("从这个buff读数据" );
        } finally  {
            lock.unlock();
        }
    }

}

当然，要对reader和writer做响应的修改

public   class  Reader  extends  Thread {

    private  BufferInterruptibly buff;

    public  Reader(BufferInterruptibly buff) {
        this .buff = buff;
    }

    @Override
    public   void  run() {

        try  {
            buff.read();//可以收到中断的异常，从而有效退出
        } catch  (InterruptedException e) {
            System.out.println("我不读了" );
        }

        System.out.println("读结束" );

    }

}

/**
* Writer倒不用怎么改动
*/
public   class  Writer  extends  Thread {

    private  BufferInterruptibly buff;

    public  Writer(BufferInterruptibly buff) {
        this .buff = buff;
    }

    @Override
    public   void  run() {
        buff.write();
    }

}

public   class  Test {
    public   static   void  main(String[] args) {
        BufferInterruptibly buff = new  BufferInterruptibly();

        final  Writer writer =  new  Writer(buff);
        final  Reader reader =  new  Reader(buff);

        writer.start();
        reader.start();

        new  Thread( new  Runnable() {

            @Override
            public   void  run() {
                long  start = System.currentTimeMillis();
                for  (;;) {
                    if  (System.currentTimeMillis()
                            - start > 5000 ) {
                        System.out.println("不等了，尝试中断" );
                        reader.interrupt();
                        break ;
                    }

                }

            }
        }).start();

    }
}

这次“读”线程接收到了lock.lockInterruptibly()中断，并且有效处理了这个“异常”。好奇的读者，肯定要探个究竟，为什么ReentrantLock能做到这点，接下来，我们去迷宫探险吧