Java 並發編程中使用 ReentrantLock 替代 synchronized 關鍵字原語

Java 並發編程中使用 ReentrantLock 替代 synchronized 關鍵字原語
標籤：Java 5 引入的 Concurrent 並發庫軟體包中，提供了 ReentrantLock 可重新進入同步鎖，用來替代 synchronized 關鍵字原語，並可提供更好的效能，以及更強大的功能。使用方法也很簡單： public final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();......try {    lock.lock();    // 進入同步內容    ....} finally {    lock.unlock(); // 必須在 finally 塊中解鎖，否則一旦出現異常，執行不到解鎖，則一直鎖住了。} synchronized原語和ReentrantLock在一般情況下沒有什麼區別，但是在非常複雜的同步應用中，請考慮使用ReentrantLock，特別是遇到下面2種需求的時候。 1.某個線程在等待一個鎖的控制權的這段時間需要中斷 2.需要分開處理一些wait-notify，ReentrantLock裡面的Condition應用，能夠控制notify哪個線程 3.具有公平鎖功能，每個到來的線程都將排隊等候  先說第一種情況，ReentrantLock的lock機制有2種，忽略中斷鎖和響應中斷鎖，這給我們帶來了很大的靈活性。比如：如果A、B2個線程去競爭鎖，A線程得到了鎖，B線程等待，但是A線程這個時候實在有太多事情要處理，就是一直不返回，B線程可能就會等不及了，想中斷自己，不再等待這個鎖了，轉而處理其他事情。這個時候ReentrantLock就提供了2種機制，第一，B線程中斷自己（或者別的線程中斷它），但是ReentrantLock不去響應，繼續讓B線程等待，你再怎麼中斷，我全當耳邊風（synchronized原語就是如此）；第二，B線程中斷自己（或者別的線程中斷它），ReentrantLock處理了這個中斷，並且不再等待這個鎖的到來，完全放棄。（如果你沒有瞭解java的中斷機制，請參考下相關資料，再回頭看這篇文章，80%的人根本沒有真正理解什麼是java的中斷，呵呵）  這裡來做個實驗，首先搞一個Buffer類，它有讀操作和寫操作，為了不讀到髒資料，寫和讀都需要加鎖，我們先用synchronized原語來加鎖，如下： 

public class Buffer {             private Object lock;             public Buffer() {            lock = this;        }             public void write() {            synchronized (lock) {                long startTime = System.currentTimeMillis();                System.out.println("開始往這個buff寫入資料…");                for (;;)// 類比要處理很長時間                {                    if (System.currentTimeMillis()                            - startTime > Integer.MAX_VALUE)                        break;                }                System.out.println("終於寫完了");            }        }             public void read() {            synchronized (lock) {                System.out.println("從這個buff讀資料");            }        }    }   

 

 接著，我們來定義2個線程，一個線程去寫，一個線程去讀。  

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();//這裡估計會一直阻塞                 System.out.println("讀結束");             }         }   

 

 好了，寫一個Main來實驗下，我們有意先去“寫”，然後讓“讀”等待，“寫”的時間是無窮的，就看“讀”能不能放棄了。  

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秒鐘去中斷讀                        if (System.currentTimeMillis()                                - start > 5000) {                            System.out.println("不等了，嘗試中斷");                            reader.interrupt();                            break;                        }                         }                     }            }).start();             }    }   

 

  我們期待“讀”這個線程能退出等待鎖，可是事與願違，一旦讀這個線程發現自己得不到鎖，就一直開始等待了，就算它等死，也得不到鎖，因為寫線程要21億秒才能完成 T_T ，即使我們中斷它，它都不來響應下，看來真的要等死了。這個時候，ReentrantLock給了一種機制讓我們來響應中斷，讓“讀”能伸能屈，勇敢放棄對這個鎖的等待。我們來改寫Buffer這個類，就叫BufferInterruptibly吧，可中斷緩衝。  

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("開始往這個buff寫入資料…");                for (;;)// 類比要處理很長時間                {                    if (System.currentTimeMillis()                            - startTime > Integer.MAX_VALUE)                        break;                }                System.out.println("終於寫完了");            } finally {                lock.unlock();            }        }             public void read() throws InterruptedException {            lock.lockInterruptibly();// 注意這裡，可以響應中斷            try {                System.out.println("從這個buff讀資料");            } finally {                lock.unlock();            }        }         }   

 

 當然，要對reader和writer做響應的修改  

public class Reader extends Thread {             private BufferInterruptibly buff;             public Reader(BufferInterruptibly buff) {            this.buff = buff;        }             @Override        public void run() {                 try {                buff.read();//可以收到中斷的異常，從而有效退出            } catch (InterruptedException e) {                System.out.println("我不讀了");            }                       System.out.println("讀結束");             }         }             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，嘗試中斷");                            reader.interrupt();                            break;                        }                         }                     }            }).start();             }    }