Java並發編程之顯示鎖ReentrantLock和ReadWriteLock讀寫鎖_java

在Java5.0之前,只有synchronized(內建鎖)和volatile. Java5.0後引入了顯示鎖ReentrantLock.

ReentrantLock概況

ReentrantLock是可重新進入的鎖,它不同於內建鎖, 它在每次使用都需要顯示的加鎖和解鎖, 而且提供了更進階的特性:公平鎖, 定時鎖, 有條件鎖, 可輪詢鎖, 可中斷鎖. 可以有效避免死結的活躍性問題.ReentrantLock實現了

Lock介面:

複製代碼 代碼如下:

  public interface Lock {
          //阻塞直到獲得鎖或者中斷
          void lock();

          //阻塞直到獲得鎖或者中斷拋異常
          void lockInterruptibly() throws InterruptedException;

          //只有鎖可用時才獲得,否則直接返回
          boolean tryLock();

          //只有鎖在指定時間內可用時才獲得,否則直接返回,中斷時拋異常
          boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

          void unlock();

          //返回一個綁定在這個鎖上的條件
          Condition newCondition();
  }

Lock使用

複製代碼 代碼如下:

        Lock lock = new ReentrantLock();
        lock.lock();
        try{
            //更新對象狀態
        }finally{
            //這裡注意,一定要有finally代碼塊去解鎖
            //否則容易造成死結等活躍性問題
            lock.unlock();
        }
 

ReentrantLock特性

輪詢鎖的和定時鎖

可輪詢和可定時的鎖請求是通過tryLock()方法實現的,和無條件擷取鎖不一樣. ReentrantLock可以有靈活的容錯機制.死結的很多情況是由於順序鎖引起的, 不同線程在試圖獲得鎖的時候阻塞,並且不釋放自己已經持有的鎖, 最後造成死結. tryLock()方法在試圖獲得鎖的時候,如果該鎖已經被其它線程持有,則按照設定方式立刻返回,而不是一直阻塞等下去,同時在返回後釋放自己持有的鎖.可以根據返回的結果進行重試或者取消,進而避免死結的發生.

公平性

ReentrantLock建構函式中提供公平性鎖和非公平鎖（預設）兩種選擇。所謂公平鎖，線程將按照他們發出請求的順序來擷取鎖，不允許插隊；但在非公平鎖上，則允許插隊：當一個線程發生擷取鎖的請求的時刻，如果這個鎖是可用的，那這個線程將跳過所在隊列裡等待線程並獲得鎖。我們一般希望所有鎖是非公平的。因為當執行加鎖操作時，公平性將講由於線程掛起和恢複線程時開銷而極大的降低效能。考慮這麼一種情況：A線程持有鎖，B線程請求這個鎖，因此B線程被掛起；A線程釋放這個鎖時，B線程將被喚醒，因此再次嘗試擷取鎖；與此同時，C線程也請求擷取這個鎖，那麼C線程很可能在B線程被完全喚醒之前獲得、使用以及釋放這個鎖。這是種雙贏的局面，B擷取鎖的時刻（B被喚醒後才能擷取鎖）並沒有延遲，C更早地擷取了鎖，並且輸送量也獲得了提高。在大多數情況下，非公平鎖的效能要高於公平鎖的效能。

可中斷獲鎖擷取操作

lockInterruptibly方法能夠在擷取鎖的同時保持對中斷的響應，因此無需建立其它類型的不可中斷阻塞操作。

讀寫鎖ReadWriteLock

​ReentrantLock是一種標準的互斥鎖，每次最多隻有一個線程能持有鎖。讀寫鎖不一樣，暴露了兩個Lock對象，其中一個用於讀操作，而另外一個用於寫操作。

複製代碼 代碼如下:

public interface ReadWriteLock {
    /**
     * Returns the lock used for reading.
     *
     * @return the lock used for reading.
     */
    Lock readLock();

    /**
     * Returns the lock used for writing.
     *
     * @return the lock used for writing.
     */
    Lock writeLock();
}

可選擇實現：

1.釋放優先
2.讀線程插隊
3.重入性
4.降級
5.升級

ReentrantReadWriteLock實現了ReadWriteLock介面，構造器提供了公平鎖和非公平鎖兩種建立方式。讀寫鎖適用於讀多寫少的情況，可以實現更好的並發性。
 
樣本

複製代碼 代碼如下:

public class ReadWriteMap<K, V> {
    private Map<K, V> map;
    private final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();

    private final Lock readLock = lock.readLock();
    private final Lock writeLock = lock.writeLock();

    public ReadWriteMap(Map<K, V> map) {
        this.map = map;
    }

    public V get(K key) {
        readLock.lock();
        try {
            return map.get(key);
        } finally {
            readLock.unlock();
        }
    }

    public void put(K key, V value) {
        writeLock.lock();
        try {
            map.put(key, value);
        } finally {
            writeLock.unlock();
        }
    }
}