前言
Lock是JUC包下定义了锁相关方法的接口，相对于synchronized，其提供了更多的锁功能，如响应中断，超时锁等。
本章就基于Lock及Condition的使用和实现原理做一个学习总结。
Lock与synchronized
synchronized
- 基于JVM实现的非同步锁，锁释放由虚拟机完成，死锁可能性较低
- 使用wait/notify控制线程的等待和唤醒
- 提供锁升级方案提升性能
- 无法提供响应中断，超时锁等功能
Lock
- 利用CAS和代码逻辑实现
- 提供了synchronized没有的很多功能
- 锁的控制全由开发者自己操作，容易因没有释放锁而导致死锁
四种获取锁的方法
void lock()
lock()方法是最常用的获取锁的方法，使用该方法会一直尝试获取锁，直到获取成功。1
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13public void testLock() throws InterruptedException {
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
threadPoolExecutor.execute(()->{
logger.info("尝试获取锁");
lock.lock();
logger.info("获取到锁");
lock.unlock();
});
Thread.sleep(5000);
logger.info("过去了5S");
lock.unlock();
}
void lockInterruptibly() throws InterruptedException
响应线程中断，当线程中断时，会停止获取锁的尝试并抛出中断异常，如果线程没有发生中断则和lock()方法一样。1
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18public void testLock() throws InterruptedException {
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
Thread thread = new Thread(() -> {
logger.info("尝试获取锁···");
try {
lock.lockInterruptibly();
} catch (InterruptedException e) {
logger.info("中断");
}
lock.unlock();
});
thread.start();
Thread.sleep(5000);
logger.info("过去了5S");
thread.interrupt();
lock.unlock();
}
boolean tryLock()
tryLock()与lock()不一样，他只会尝试一次，如果成功则占用锁，失败则不再尝试。1
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30public void testLock() throws InterruptedException {
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
threadPoolExecutor.execute(() -> {
logger.info("1尝试获取锁···");
boolean result = lock.tryLock();
logger.info("1获取结果：{}", result);
if (result) {
logger.info("1获取成功");
lock.unlock();
}
});
threadPoolExecutor.execute(() -> {
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
logger.info("2尝试获取锁···");
boolean result = lock.tryLock();
logger.info("2获取结果：{}", result);
if (result) {
logger.info("2获取成功");
lock.unlock();
}
});
Thread.sleep(5000);
logger.info("过去了5S");
lock.unlock();
}
boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException
本方法在tryLock()的基础上设置了一个等待时间，在限定时间内会一直等待锁释放，超过了就不再尝试获取锁。另外，本方法也是和lockInterruptibly()一样响应线程中断的。1
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38public void testLock() throws InterruptedException {
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
Thread thread1 = new Thread(() -> {
logger.info("1尝试获取锁···");
boolean result = false;
try {
result = lock.tryLock(6, TimeUnit.SECONDS);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
logger.info("1获取结果：{}", result);
if (result) {
logger.info("1获取成功");
lock.unlock();
}
});
Thread thread2 = new Thread(() -> {
logger.info("2尝试获取锁···");
boolean result = false;
try {
result = lock.tryLock(7, TimeUnit.SECONDS);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
logger.info("2获取结果：{}", result);
if (result) {
logger.info("2获取成功");
lock.unlock();
}
});
thread1.start();
thread2.start();
Thread.sleep(5000);
thread1.interrupt();
logger.info("过去了5S");
lock.unlock();
}
Condition
正如synchronized能够通过wait/notify控制线程等待/唤醒一样，Lock也有配套的Condition配合控制线程。
当抢占到lock锁资源时，便可使用lock中的Condition的方法控制线程。就像进入synchronized同步块后便可使用wait/notify方法一样。
方法介绍
void await()
最常用的等待方法，线程会一直等待直到有另一个线程调用signal()唤醒他，如果线程中断则抛出异常。void awaitUninterruptibly()
与await()相似，不同的是当检查到当前线程中断，会进入一个安全的中断方法而不是抛出异常。long awaitNanos(long nanosTimeout) throws InterruptedException
与await()的不同是会设定一个等待时间，只在这个时间段内等待。boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException
与awaitNanos(long n)类似，不过其设定的是一个时间点。void signal()
唤醒方法，唤醒队列的头节点void signalAll()
唤醒方法，唤醒队列中所有节点
Condition使用
线程等待唤醒
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24public void testCondition() throws InterruptedException {
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();
threadPoolExecutor.execute(()->{
logger.info("尝试获取锁···");
lock.lock();
logger.info("获取成功");
try {
condition.await();
logger.info("苏醒");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
lock.unlock();
});
Thread.sleep(5000);
logger.info("过了5s···");
lock.lock();
logger.info("master获取成功");
condition.signal();
logger.info("唤醒等待线程···");
lock.unlock();
Thread.sleep(5000);
}
多个Condition
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45public void testCondition() throws InterruptedException {
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition conditionOne = lock.newCondition();
Condition conditionTwo = lock.newCondition();
threadPoolExecutor.execute(() -> {
logger.info("1尝试获取锁···");
lock.lock();
logger.info("1获取成功");
try {
conditionOne.await();
logger.info("1苏醒");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
lock.unlock();
});
threadPoolExecutor.execute(() -> {
logger.info("2尝试获取锁···");
lock.lock();
logger.info("2获取成功");
try {
conditionTwo.await();
logger.info("2苏醒");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
lock.unlock();
});
Thread.sleep(5000);
logger.info("过了5s···");
lock.lock();
logger.info("master获取成功");
conditionOne.signal();
logger.info("唤醒等待线程1···");
lock.unlock();
//---------------------------------
Thread.sleep(5000);
logger.info("又过了5s···");
lock.lock();
logger.info("master获取成功");
conditionTwo.signal();
logger.info("唤醒等待线程2···");
lock.unlock();
Thread.sleep(5000);
}
可以看到，相对synchronized和wait，Lock和Condition的组合显然更加灵活和强大。
一个Lock可以通过newCondition()同时拥有多个等待队列，互不干涉影响。阻塞队列正是利用这种方式实现放入/弹出的控制。