Java多线程编程核心技术 —— Lock的使用

超、凢脫俗 2022-04-15 05:39 167阅读 0赞

### **使用ReentrantLock类** ###

1、在Java多线程中，可以使用synchronized关键字来实现线程之间同步互斥，但在JDK1.5中新增加了ReentrantLock类也能达到同样的效果，并且在扩展功能上也更加强大，比如具有嗅探锁定、多路分支通知等功能，而且在使用上也比synchronized更加的灵活。

2、关键字synchronized与wait()和notify()/notifyAll()方法相结合可以实现等待/通知模式，类ReentrantLock也可以实现同样的功能，但需要借助于Condition对象。Condition类是在JDK5中出现的技术，使用它有更好的灵活性，比如可以实现多路通知功能，也就是在一个Lock对象里面可以创建多个Condition（即对象监视器）实例，线程对象可以注册在指定的Condition中，从而可以有选择性地进行线程通知，在调度线程上更加灵活。

3、在使用notify()/notifyAll()方法进行通知时，被通知的线程却是由JVM随机选择的。但使用ReentrantLock结合Condition类是可以实现前面介绍过的“选择性通知”，这个功能是非常重要的，而且在Condition类中是默认提供的。

4、而synchronized就相当于整个Lock对象中只有一个单一的Condition对象，所有的线程都注册在它一个对象的身上。线程开始notifyAll()时，需要通知所有的WAITING线程，没有选择权，会出现相当大的效率问题。

5、Object类中的wait()方法相当于Condition类中的await()方法。

Object类中的wait(long timeout)方法相当于Condition类中的await(long time,TimeUnit unit)方法。

Object类中的notify()方法相当于Condition类中的signal()方法。

Object类中的notifyAll()方法相当于Condition类中的signalAll()方法。

6、如果有两个或两个以上的线程用同一个condition对象的signalAll()方法唤醒，那么会出现全部线程都会唤醒的结果。如果想单独唤醒部分线程该怎么处理呢？这时就有必要使用多个COndition对象了，就是Condition对象可以唤醒部分指定线程，有助于提升程序运行的效率。可以对线程进行分组，然后在唤醒指定组中的线程。

7、公平锁与非公平锁：锁Lock分为“公平锁”和“非公平锁”，公平锁表示线程获取锁的顺序是按照线程加锁的顺序来分配的，即先来先得的FIFO先进先出顺序。而非公平锁就是一种获取锁的抢占机制，是随机获得锁的，和公平锁不一样的就是先来的不一定先得到锁，这个方法可能造成某些线程一直拿不到锁，结果也就是不公平的了。

8、方法int getHoldCount()的作用是查询当前线程保持此锁定的个数，也就是调用lock()方法的次数。

9、方法int getQueueLength()的作用是返回正等待获取此锁定的线程估计数。比如有5个线程，1个线程首先执行await()方法，那么在调用getQueueLength()方法后返回值是4，说明有4个线程同时在等待lock的释放。

10、方法int getWaitQueueLength(Condition condition)的作用是返回等待此锁定相关的给定条件Condition的线程估计数。比如有5个线程，每个线程都执行了同一个condition对象的await()方法，则调用getWaitQueueLength(Condition condition)方法时返回的int值是5。

11、方法boolean hasQueueThread(Thread thread)的作用是查询指定的线程是否正在等待获取此锁定。

12、方法boolean hasQueueThreads()的作用是查询是否有线程正在等待获取此锁定。

13、方法boolean hasWaiters(Condition condition)的作用是查询是否有线程正在等待与此锁定有关的condition条件。

14、方法boolean isFair()的作用是判断是不是公平锁

在默认的情况下，ReentrantLock类使用的是非公平锁。

15、方法boolean isHeldByCurrentThread()的作用是查询当线程是否保持此锁定。

16、方法boolean isLocked()的作用是查询此锁定是否由任意线程保持。

17、方法void lockInterruptibly()的作用是：如果当前线程未被中断，则获取锁定，如果已经被中断则出现异常。

18、方法boolean tryLock()的作用是，仅在调用时锁定未被另一个线程保持的情况下，才获取该锁定。

19、方法boolean tryLock(long timeout,TimeUnit unit)的作用是，如果锁定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，则获取该锁定。

### 使用ReentrantReadWriteLock类 ###

类ReentrantLock具有完全互斥排他的效果，即同一时间只有一个线程在执行ReentrantLock.lock()方法后面的任务。这样做虽然保证了实例变量的线程安全性，但效率确实非常低下的。所以在JDK中体用了一种读写锁ReentrantReadWriteLock类，使用它可以加快运行效率，在某些不需要操作实例变量的方法中，完全可以使用读写锁ReentrantReadWriteLock来提升该方法的代码运行速度。

读写锁表示也有两个锁，一个是读操作下相关的锁，也称为共享锁；另一个是写操作相关的锁，也叫排他锁。也就是多个读锁之间不互斥，读锁与写锁互斥，写锁与写锁互斥。在没有线程Thread进行写入操作时，进行读取操作的多个Thread都可以获取读锁，而进行写入操作的Thread只有在获取写锁后才能进行写入操作。即多个Thread可以同时进行读取操作，但是同一时刻只允许一个Thread进行写入操作。