Java 并发编程中的 java.util.concurrent （简称 JUC）包提供了许多高级并发工具和类，使得开发人员能够更加方便地编写高性能的并发程序。下面将详细介绍 JUC 包中的一些锁相关的概念和类。
JUC 介绍
java.util.concurrent 包提供了许多高级并发工具类，包括但不限于 Executor 框架、BlockingQueue、Semaphore、CountDownLatch、CyclicBarrier、Future 和 ForkJoinPool 等。此外，它还提供了一系列高级的锁机制，用于替代传统的 synchronized 关键字，以提高性能和灵活性。
JUC 锁
公平锁 vs. 非公平锁
- 公平锁：按照请求锁的顺序来获取锁，这样可以保证先请求锁的线程先获得锁，避免了线程饥饿现象。
- 非公平锁：并不保证锁的获取顺序，可能存在后请求锁的线程先获得锁的情况。非公平锁在某些情况下可以提高性能，因为它减少了锁的竞争。
可重入锁 / 递归锁
- 可重入锁：允许一个已经拥有锁的线程再次获取该锁而不发生死锁。这在递归调用或同一线程多次请求同一锁时很有用。
自旋锁
- 自旋锁：当一个线程试图获取锁时，如果锁已经被其他线程占用，该线程将循环等待，而不是放弃CPU时间片。这种锁适合于锁的持有时间很短的场景，可以减少线程上下文切换的开销。
ReentrantLock
ReentrantLock 是 java.util.concurrent.locks 包中的一个接口 Lock 的实现类，它提供了比 synchronized 更多的锁定操作。ReentrantLock 支持公平和非公平两种模式，并且可以指定是否为可重入锁。
示例
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class ReentrantLockExample {
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(false); // 非公平锁
public void doSomething() {
lock.lock();
try {
// 执行受保护的代码
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is doing something...");
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
在这个示例中，我们创建了一个非公平的 ReentrantLock 实例，并在 doSomething 方法中使用它来保护一段代码。使用 lock 和 unlock 方法来显式地获取和释放锁。
ReentrantLock 的特点
- 非阻塞：如果锁被其他线程持有，
lock方法会阻塞当前线程，直到获取到锁。 - 可中断：
lockInterruptibly方法可以让线程在等待锁的过程中响应中断。 - 可超时：
tryLock方法可以在指定时间内尝试获取锁，如果未能获取到锁，则返回false。 - 可配置公平性：可以通过构造函数指定锁的公平性。
ReentrantLock 的公平性
ReentrantLock 可以通过构造函数的参数来指定锁的公平性。默认情况下，ReentrantLock 是非公平的。
- 非公平锁：默认情况下，
ReentrantLock构造函数没有传入参数，创建的是非公平锁。 - 公平锁：如果传入
true参数，则创建的是公平锁。
示例
// 创建公平锁
ReentrantLock fairLock = new ReentrantLock(true);
// 创建非公平锁
ReentrantLock unfairLock = new ReentrantLock(false);
总结
ReentrantLock 提供了比 synchronized 更灵活的锁定机制，它支持公平和非公平两种模式，并且可以指定是否为可重入锁。使用 ReentrantLock 可以更好地控制锁的行为，并且在某些情况下可以提高程序的性能。然而，使用 ReentrantLock 时需要注意手动释放锁，以避免资源泄露和死锁等问题。
在实际开发中，选择使用 ReentrantLock 还是 synchronized 关键字取决于具体的应用场景。如果需要更细粒度的控制，或者需要更高的性能，可以选择使用 ReentrantLock；如果追求简洁性和易于理解，则可以考虑使用 synchronized。