【搞定Java并发编程】第14篇：Java中锁的概述

小灰灰 2022-04-05 11:15 197阅读 0赞

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# 1、Lock接口 #

**锁是用来控制多个线程访问共享资源的方式**，一般来说，一个锁能够防止多个线程同时访问共享资源（但有些锁可以允许多个线程并发访问共享资源，比如：读写锁）。

在Lock接口出现之前，Java程序靠synchronized关键字实现锁功能。而Java SE5之后，并发包中新增了Lock接口用来实现锁功能，它提供了与synchronized关键字类似的同步功能。但在使用时需要**显示的获取和释放锁**。**虽然他缺少了隐式获取和释放锁的便捷性，但却拥有了锁获取与释放的可操作性、可中断性及超时获取锁等synchronized关键字不具备的同步特性**。

*  **Lock的使用**

Lock lock = new ReentrantLock();
    lock.lock();
    try{
        // ...
    }finally{
        lock.unlock();
    }

需要对Lock的使用进行两点说明：

1、在finally中释放锁：保证在获取锁之后，最终能够被释放；

2、不要将获取锁的过程写在try块中，因为如果在获取锁时发生了异常，异常抛出的同时，也会导致锁无故释放。

*  **Lock接口提供的synchronized关键字不具备的主要特性**

![20181212113032455.png][]

*  **Lock接口中的API**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Bjd2wxMjA2_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

Lock接口的实现基本上都是通过聚合了一个同步器的子类来完成线程访问控制的。

看下Lock接口中的源码，实际上也就是上表中的这些API：

public interface Lock {
    
        // 获取锁    
        void lock();
    
        // 可中断的获取锁
        void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
    
        // 尝试阻塞的获取锁
        boolean tryLock();
    
        // 超时获取锁
        boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
    
        // 释放锁
        void unlock();
    
        // 获取等待通知组件，该组件和当前锁绑定
        Condition newCondition();
    }

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# 2、队列同步器 #

由于队列同步器比较重要，内容也比较多，单独写一篇文章用于讲解。

点击查看以下文章：

**[1、队列同步器AQS源码分析之概要分析][1_AQS]**

**[2、队列同步器AQS源码分析之独占模式][2_AQS]**

**[3、队列同步器AQS源码分析之共享模式][3_AQS]**

**[4、队列同步器AQS源码分析之Condition接口、等待队列][4_AQS_Condition]**

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# 3、重入锁：ReentrantLock #

重入锁的详细讲解请点击：**[重入锁 --- ReentrantLock 详解][--- ReentrantLock]**

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# 4、读写锁 #

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# 5、LockSupport工具 #

在AQS中，当需要阻塞或者唤醒一个线程的时候，都会使用LockSupport工具类来完成相应工作。LockSupport定义了一组公共的静态方法，这些方法提供了最基本的线程阻塞和唤醒功能，而LockSupport也成为构建同步组件的基础工具。

LockSupport定义了一组以park开头的方法用来阻塞当前线程，以及unpark方法来唤醒一个被阻塞的线程。

![2018121511263587.png][]**LockSupport提供的阻塞和唤醒方法**

在JDK6中，LockSupport增加了park(Object  blocker)、parkNanos(Object  blocker, long  nanos) 和 parkUntil(Object blocker, long deadline)3个方法，用于实现阻塞当前线程的功能，其中参数blocker是用来标识当前线程在等待的对象，该对象主要用于问题排查和系统监控，用于替代之前的park方法。

*  ### LockSupport的源码（JDK1.7） ###

package java.util.concurrent.locks;
    import java.util.concurrent.*;
    import sun.misc.Unsafe;
    
    public class LockSupport {
        private LockSupport() {} 
    
        private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
        private static final long parkBlockerOffset;
    
        static {
            try {
                parkBlockerOffset = unsafe.objectFieldOffset
                    (java.lang.Thread.class.getDeclaredField("parkBlocker"));
            } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
        }
    
        private static void setBlocker(Thread t, Object arg) {
            // Even though volatile, hotspot doesn't need a write barrier here.
            unsafe.putObject(t, parkBlockerOffset, arg);
        }
    
        // 唤醒处于阻塞状态的线程thread
        public static void unpark(Thread thread) {
            if (thread != null)
                unsafe.unpark(thread);
        }
    
        // 阻塞当前线程，blocker为当前线程在等待的对象，即阻塞对象
        public static void park(Object blocker) {
            Thread t = Thread.currentThread();
            setBlocker(t, blocker);
            unsafe.park(false, 0L);
            setBlocker(t, null);
        }
    
        // 阻塞当前线程，最长时间不超过nanos纳秒
        public static void parkNanos(Object blocker, long nanos) {
            if (nanos > 0) {
                Thread t = Thread.currentThread();
                setBlocker(t, blocker);
                unsafe.park(false, nanos);
                setBlocker(t, null);
            }
        }
    
        // 阻塞当前线程，直到deadline时间
        public static void parkUntil(Object blocker, long deadline) {
            Thread t = Thread.currentThread();
            setBlocker(t, blocker);
            unsafe.park(true, deadline);
            setBlocker(t, null);
        }
    
        // 获取当前线程的阻塞对象
        public static Object getBlocker(Thread t) {
            if (t == null)
                throw new NullPointerException();
            return unsafe.getObjectVolatile(t, parkBlockerOffset);
        }
    
        // 阻塞当前线程
        public static void park() {
            unsafe.park(false, 0L);
        }
    
        // 阻塞当前线程，最长时间不超过nanos纳秒
        public static void parkNanos(long nanos) {
            if (nanos > 0)
                unsafe.park(false, nanos);
        }
    
        // 阻塞当前线程，直到deadline时间
        public static void parkUntil(long deadline) {
            unsafe.park(true, deadline);
        }
    }

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[1_AQS]: https://blog.csdn.net/pcwl1206/article/details/84972609
[2_AQS]: https://blog.csdn.net/pcwl1206/article/details/84980812
[3_AQS]: https://blog.csdn.net/pcwl1206/article/details/84983118
[4_AQS_Condition]: https://blog.csdn.net/pcwl1206/article/details/84984713
[--- ReentrantLock]: https://blog.csdn.net/pcwl1206/article/details/85009395
[2018121511263587.png]: /images/20220405/c9804e3aba984fe6854050515183f869.png