Lock的使用

一.synchronized与Lock的比较

synchronized是java中的一个关键字，也就是说是Java语言内置的特性。那么为什么会出现Lock呢？

　　在前面的文章中，我们了解到如果一个代码块被synchronized修饰了，当一个线程获取了对应的锁，并执行该代码块时，其他线程便只能一直等待，等待获取锁的线程释放锁，而这里获取锁的线程释放锁只会有两种情况：

　　1）获取锁的线程执行完了该代码块，然后线程释放对锁的占有；

　　2）线程执行发生异常，此时JVM会让线程自动释放锁。

　　那么如果这个获取锁的线程由于要等待IO或者其他原因（比如调用sleep方法）被阻塞了，但是又没有释放锁，其他线程便只能干巴巴地等待，试想一下，这多么影响程序执行效率。

　　因此就需要有一种机制可以不让等待的线程一直无期限地等待下去（比如只等待一定的时间或者能够响应中断），通过Lock就可以办到。

　　再举个例子：当有多个线程读写文件时，读操作和写操作会发生冲突现象，写操作和写操作会发生冲突现象，但是读操作和读操作不会发生冲突现象。

　　但是采用synchronized关键字来实现同步的话，就会导致一个问题：

　　如果多个线程都只是进行读操作，所以当一个线程在进行读操作时，其他线程只能等待无法进行读操作。

　　因此就需要一种机制来使得多个线程都只是进行读操作时，线程之间不会发生冲突，通过Lock就可以办到。

　　另外，通过Lock可以知道线程有没有成功获取到锁。这个是synchronized无法办到的。

　　总结一下，也就是说Lock提供了比synchronized更多的功能。但是要注意以下几点：

　　1）Lock不是Java语言内置的，synchronized是Java语言的关键字，因此是内置特性。Lock是一个类，通过这个类可以实现同步访问；

　　2）Lock和synchronized有一点非常大的不同，采用synchronized不需要用户去手动释放锁，当synchronized方法或者synchronized代码块执行完之后，系统会自动让线程释放对锁的占用；而Lock则必须要用户去手动释放锁，如果没有主动释放锁，就有可能导致出现死锁现象。

二.ReenTrantLock类的使用

ReentrantLock，意思是“可重入锁，ReentrantLock是唯一实现了Lock接口的类，并且ReentrantLock提供了更多的方法。下面通过一些实例看具体看一下如何使用ReentrantLock。

例1：

public class Test {
private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
private Lock lock = new ReentrantLock();    //注意这个地方
public static void main(String[] args)  {
final Test test = new Test();

new Thread(){
public void run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();

new Thread(){
public void run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();
}

public void insert(Thread thread) {
lock.lock();
try {
System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
for(int i=0;i<5;i++) {
arrayList.add(i);
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}finally {
System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
lock.unlock();
}
}
}

三.ReentrantReadWriteLock类的使用

ReentrantReadWriteLock里面提供了很多丰富的方法，不过最主要的有两个方法：readLock()和writeLock()用来获取读锁和写锁。

　　下面通过几个例子来看一下ReentrantReadWriteLock具体用法。

　　假如有多个线程要同时进行读操作的话，先看一下synchronized达到的效果：

　　

public class Test {
private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();

public static void main(String[] args)  {
final Test test = new Test();

new Thread(){
public void run() {
test.get(Thread.currentThread());
};
}.start();

new Thread(){
public void run() {
test.get(Thread.currentThread());
};
}.start();

}

public synchronized void get(Thread thread) {
long start = System.currentTimeMillis();
while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {
System.out.println(thread.getName()+"正在进行读操作");
}
System.out.println(thread.getName()+"读操作完毕");
}
}

这段程序的输出结果会是，直到thread1执行完读操作之后，才会打印thread2执行读操作的信息

而改成用读写锁的话：

public class Test {
private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();

public static void main(String[] args)  {
final Test test = new Test();

new Thread(){
public void run() {
test.get(Thread.currentThread());
};
}.start();

new Thread(){
public void run() {
test.get(Thread.currentThread());
};
}.start();

}

public void get(Thread thread) {
rwl.readLock().lock();
try {
long start = System.currentTimeMillis();

while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {
System.out.println(thread.getName()+"正在进行读操作");
}
System.out.println(thread.getName()+"读操作完毕");
} finally {
rwl.readLock().unlock();
}
}
}

thread1和thread2读操作同时进行

另外：RR异步，RW同步，WR同步，WW同步

四.使用Condition实现等待/通知机制

例：使用Condition实现等待/通知机制

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class MyService {
private Lock lock=new ReentrantLock();
private Condition condition=lock.newCondition();
public void await(){
lock.lock();
System.out.println("await时间为"+System.currentTimeMillis());
try {
condition.await();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
finally{
lock.unlock();
}
}

public void signal(){
lock.lock();
System.out.println("signal时间为"+System.currentTimeMillis());
condition.signal();
lock.unlock();
}

}

public class ThreadTest extends Thread{
MyService myservice;
public ThreadTest(MyService myservice){
this.myservice=myservice;
}
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
super.run();
myservice.await();
}

}

//测试程序
public class Run {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// TODO Auto-generated method stub
MyService myservice =new MyService();
ThreadTest threadTest=new ThreadTest(myservice);
threadTest.start();
Thread.sleep(3000);
myservice.signal();

}

}

五.Lock和synchronized的选择

　　总结来说，Lock和synchronized有以下几点不同：

　　1）Lock是一个接口，而synchronized是Java中的关键字，synchronized是内置的语言实现；

　　2）synchronized在发生异常时，会自动释放线程占有的锁，因此不会导致死锁现象发生；而Lock在发生异常时，如果没有主动通过unLock()去释放锁，则很可能造成死锁现象，因此使用Lock时需要在finally块中释放锁；

　　3）Lock可以让等待锁的线程响应中断，而synchronized却不行，使用synchronized时，等待的线程会一直等待下去，不能够响应中断；

　　4）通过Lock可以知道有没有成功获取锁，而synchronized却无法办到。

　　5）Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。

　　在性能上来说，如果竞争资源不激烈，两者的性能是差不多的，而当竞争资源非常激烈时（即有大量线程同时竞争），此时Lock的性能要远远优于synchronized。所以说，在具体使用时要根据适当情况选择。