ReentrantLock可重入锁的使用场景及API的使用场景

标签：场景 Thread lock ReentrantLock 该锁 API 线程 new

摘要

从使用场景的角度出发来介绍对ReentrantLock的使用，相对来说容易理解一些。

场景1：如果发现该操作已经在执行中则不再执行（有状态执行）

a、用在定时任务时，如果任务执行时间可能超过下次计划执行时间，确保该有状态任务只有一个正在执行，忽略重复触发。
b、用在界面交互时点击执行较长时间请求操作时，防止多次点击导致后台重复执行（忽略重复触发）。

以上两种情况多用于进行非重要任务防止重复执行，（如：清除无用临时文件，检查某些资源的可用性，数据备份操作等）

private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
 if (lock.tryLock()) {  //如果已经被lock，则立即返回false不会等待，达到忽略操作的效果 

     try {

        //操作

     } finally {
         lock.unlock();
     }

 }

场景2：如果发现该操作已经在执行，等待一个一个执行（同步执行，类似synchronized）

这种比较常见大家也都在用，主要是防止资源使用冲突，保证同一时间内只有一个操作可以使用该资源。
但与synchronized的明显区别是性能优势（伴随jvm的优化这个差距在减小）。同时Lock有更灵活的锁定方式，公平锁与不公平锁，而synchronized永远是公平的。

这种情况主要用于对资源的争抢（如：文件操作，同步消息发送，有状态的操作等）

ReentrantLock默认情况下为不公平锁

private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); //参数默认false，不公平锁
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); //公平锁

try {
lock.lock(); //如果被其它资源锁定，会在此等待锁释放，达到暂停的效果
 
//操作
 
} finally {
lock.unlock();
}

不公平锁与公平锁的区别：

公平情况下，操作会排一个队按顺序执行，来保证执行顺序。（会消耗更多的时间来排队）
不公平情况下，是无序状态允许插队，jvm会自动计算如何处理更快速来调度插队。（如果不关心顺序，这个速度会更快）

场景3：如果发现该操作已经在执行，则尝试等待一段时间，等待超时则不执行（尝试等待执行）

这种其实属于场景2的改进，等待获得锁的操作有一个时间的限制，如果超时则放弃执行。
用来防止由于资源处理不当长时间占用导致死锁情况（大家都在等待资源，导致线程队列溢出）。

try {
if (lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)) {  //如果已经被lock，尝试等待5s，看是否可以获得锁，如果5s后仍然无法获得锁则返回false继续执行
 
 
try {
 
 
//操作
 
 
} finally {
lock.unlock();
}
 
 
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace(); //当前线程被中断时(interrupt)，会抛InterruptedException                 
}
 
 
 
<div>
 
 
 
 
</div>
<span></span>

场景4：如果发现该操作已经在执行，等待执行。这时可中断正在进行的操作立刻释放锁继续下一操作。

synchronized与Lock在默认情况下是不会响应中断(interrupt)操作，会继续执行完。lockInterruptibly()提供了可中断锁来解决此问题。（场景2的另一种改进，没有超时，只能等待中断或执行完毕）

这种情况主要用于取消某些操作对资源的占用。如：（取消正在同步运行的操作，来防止不正常操作长时间占用造成的阻塞）

try {
lock.lockInterruptibly();
//操作
 
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}

可重入概念

若一个程序或子程序可以“安全的被并行执行(Parallel computing)”，则称其为可重入（reentrant或re-entrant）的。即当该子程序正在运行时，可以再次进入并执行它（并行执行时，个别的执行结果，都符合设计时的预期）。可重入概念是在单线程操作系统的时代提出的。

Lock，tryLock，lockInterruptibly区别

先把API粘贴上来
lock
public void lock()
获取锁。
如果该锁没有被另一个线程保持，则获取该锁并立即返回，将锁的保持计数设置为 1。
如果当前线程已经保持该锁，则将保持计数加 1，并且该方法立即返回。
如果该锁被另一个线程保持，则出于线程调度的目的，禁用当前线程，并且在获得锁之前，该线程将一
直处于休眠状态，此时锁保持计数被设置为 1。

指定者：
接口 Lock 中的 lock

lockInterruptibly
public void lockInterruptibly() throws InterruptedException
1）如果当前线程未被中断，则获取锁。
2）如果该锁没有被另一个线程保持，则获取该锁并立即返回，将锁的保持计数设置为 1。
3）如果当前线程已经保持此锁，则将保持计数加 1，并且该方法立即返回。
4）如果锁被另一个线程保持，则出于线程调度目的，禁用当前线程，并且在发生以下两种情况之一以
前，该线程将一直处于休眠状态：
1）锁由当前线程获得；或者
2）其他某个线程中断当前线程。

5）如果当前线程获得该锁，则将锁保持计数设置为 1。
如果当前线程：
1）在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态；或者
2）在等待获取锁的同时被中断。
则抛出 InterruptedException，并且清除当前线程的已中断状态。

6）在此实现中，因为此方法是一个显式中断点，所以要优先考虑响应中断，而不是响应锁的普通获取或
重入获取。

指定者：接口 Lock 中的 lockInterruptibly
抛出： InterruptedException 如果当前线程已中断。

tryLock public boolean tryLock()

仅在调用时锁未被另一个线程保持的情况下，才获取该锁。

1）如果该锁没有被另一个线程保持，并且立即返回 true 值，则将锁的保持计数设置为 1。
即使已将此锁设置为使用公平排序策略，但是调用 tryLock() 仍将立即获取锁（如果有可用的），
而不管其他线程当前是否正在等待该锁。在某些情况下，此“闯入”行为可能很有用，即使它会打破公
平性也如此。如果希望遵守此锁的公平设置，则使用 tryLock(0, TimeUnit.SECONDS)
，它几乎是等效的（也检测中断）。

2）如果当前线程已经保持此锁，则将保持计数加 1，该方法将返回 true。

3）如果锁被另一个线程保持，则此方法将立即返回 false 值。

指定者：
接口 Lock 中的 tryLock
返回：
如果锁是自由的并且被当前线程获取，或者当前线程已经保持该锁，则返回 true；否则返回
false

关于中断又是一段很长的叙述，先不谈。

1）lock(), 拿不到lock就不罢休，不然线程就一直block。比较无赖的做法。
2）tryLock()，马上返回，拿到lock就返回true，不然返回false。比较潇洒的做法。
带时间限制的tryLock()，拿不到lock，就等一段时间，超时返回false。比较聪明的做法。
3）lockInterruptibly()就稍微难理解一些。

先说说线程的打扰机制，每个线程都有一个打扰标志。这里分两种情况，
1. 线程在sleep或wait,join，此时如果别的进程调用此进程的 interrupt（）方法，此线程会被唤醒并被要求处理InterruptedException；(thread在做IO操作时也可能有类似行为，见java thread api)
2. 此线程在运行中，则不会收到提醒。但是此线程的 “打扰标志”会被设置，可以通过isInterrupted()查看并作出处理。
lockInterruptibly()和上面的第一种情况是一样的，线程在请求lock并被阻塞时，如果被interrupt，则“此线程会被唤醒并被要求处理InterruptedException”。并且如果线程已经被interrupt，再使用lockInterruptibly的时候，此线程也会被要求处理interruptedException

先看lock()方法

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
 
/**
 * @author 作者 E-mail:
 * @version 创建时间：2015-10-23 下午01:47:03 类说明
 */
public class TestLock
{
    // @Test
    public void test() throws Exception
    {
        final Lock lock = new ReentrantLock();
        lock.lock();
 
        
        Thread t1 = new Thread(new Runnable()
        {
            @Override
            public void run()
            {
                lock.lock();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " interrupted.");
            }
        },"child thread -1");
        
        t1.start();
        Thread.sleep(1000);
        
        t1.interrupt();
        
        Thread.sleep(1000000);
    }
    
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        new TestLock().test();
    }
}

用eclipse对这个程序进行debug发现，即使子线程已经被打断，但是子线程仍然在run，可见lock()方法并不关心线程是否被打断，甚至说主线程已经运行完毕，子线程仍然在block().

ReentrantLock可重入锁的使用场景及API的使用场景_公平锁

而使用LockInterupptibly，则会响应中断

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
 
/**
 * @author 作者 E-mail:
 * @version 创建时间：2015-10-23 下午01:53:10 类说明
 */
public class TestLockInterruptibly
{
 
    // @Test
    public void test3() throws Exception
    {
        final Lock lock = new ReentrantLock();
        lock.lock();
 
        Thread t1 = new Thread(new Runnable()
        {
            @Override
            public void run()
            {
                try
                {
                    lock.lockInterruptibly();
                }
                catch(InterruptedException e)
                {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " interrupted.");
                }
            }
        }, "child thread -1");
 
        t1.start();
        Thread.sleep(1000);
 
        t1.interrupt();
 
        Thread.sleep(1000000);
    }
 
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        new TestLockInterruptibly().test3();
    }
}

ReentrantLock可重入锁的使用场景及API的使用场景_ReentrantLock_02

try{
      Thread.sleep(2000);
      lock.lockInterruptibly();
   }catch(InterruptedException e){
       System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" interrupted.");
}

t1.start();
  t1.interrupt();
  Thread.sleep(1000000);

如果将代码改成这样，那么将会在在阻塞之前已经中断，此时再lockInterruptibly()也是会相应中断异常的

标签：场景,Thread,lock,ReentrantLock,该锁,API,线程,new
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