Java并发包之Lock锁和Condition条件

一、Synchronized

synchronized是Java的一个关键字,也就是Java语言内置的特性,如果一个代码块被synchronized修饰了,当一个线程获取了对应的锁,执行代码块时,其他线程便只能一直等待,等待获取锁的线程释放锁,而获取锁的线程释放锁会有三种情况：

1. 获取锁的线程执行完该代码块,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。

3. 调用wait方法,在等待的时候立即释放锁,方便其他的线程使用锁.

二、Lock锁

Lock不是Java语言内置的。

synchronized是在JVM层面上实现的,如果代码执行出现异常,JVM会自动释放锁,但是Lock不行,要保证锁一定会被释放,就必须将unLock放到finally{}中（手动释放）。

在资源竞争不是很激烈的情况下,Synchronized的性能要优于ReetarntLock,但是在很激烈的情况下,synchronized的性能会下降几十倍。

ReentrantLock增加了锁：

void lock(); // 无条件的锁。

void lockInterruptibly throws InterruptedException; //可中断的锁。

boolean tryLock(); //如果获取了锁立即返回true，如果别的线程正持有，立即返回false,不会等待。

boolean tryLock(long timeout,TimeUnit unit); //如果获取了锁立即返回true，如果别的线程正持有锁，会等待参数给的时间，在等待的过程中，如果获取锁，则返回true，如果等待超时，返回false。

使用ReentrantLock如果获取了锁立即返回,如果没有获取锁,当前线程处于休眠状态,直到获得锁或者当前线程可以被别的线程中断去做其他的事情;但是如果是synchronized的话,如果没有获取到锁,则会一直等待下去。

三、Condition条件

Condition中的await()方法相当于Object的wait()方法，Condition中的signal()方法相当于Object的notify()方法，Condition中的signalAll()相当于Object的notifyAll()方法。不同的是，Object中的这些方法是和同步锁捆绑使用的；而Condition是需要与互斥锁/共享锁捆绑使用的。

Condition它更强大的地方在于：能够更加精细的控制多线程的休眠与唤醒。对于同一个锁，我们可以创建多个Condition，在不同的情况下使用不同的Condition。

例如，假如多线程读/写同一个缓冲区：当向缓冲区中写入数据之后，唤醒”读线程”；当从缓冲区读出数据之后，唤醒”写线程”；并且当缓冲区满的时候，”写线程”需要等待；当缓冲区为空时，”读线程”需要等待。

如果采用Object类中的wait(), notify(), notifyAll()实现该缓冲区，当向缓冲区写入数据之后需要唤醒”读线程”时，不可能通过notify()或notifyAll()明确的指定唤醒”读线程”，而只能通过notifyAll唤醒所有线程(但是notifyAll无法区分唤醒的线程是读线程，还是写线程)。 但是，通过Condition，就能明确的指定唤醒读线程。

package com.imooc.locks;

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

public class Task {

private final Lock lock = new ReentrantLock();

private final Condition addCondition = lock.newCondition();

private final Condition subCondition = lock.newCondition();

private static int num = 0;
private List<String> lists = new LinkedList<String>();

public void add() {
lock.lock();

try {
while(lists.size() == 10) {//当集合已满,则"添加"线程等待
addCondition.await();
}

num++;
lists.add("add Banana" + num);
System.out.println("The Lists Size is " + lists.size());
System.out.println("The Current Thread is " + Thread.currentThread().getName());
System.out.println("==============================");
this.subCondition.signal();

} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {//释放锁
lock.unlock();
}
}

public void sub() {
lock.lock();

try {
while(lists.size() == 0) {//当集合为空时,"减少"线程等待
subCondition.await();
}

String str = lists.get(0);
lists.remove(0);
System.out.println("The Token Banana is [" + str + "]");
System.out.println("The Current Thread is " + Thread.currentThread().getName());
System.out.println("==============================");
num--;
addCondition.signal();

} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}

}

package com.imooc.locks;

public class AddThread implements Runnable {

private Task task;

public AddThread(Task task) {
this.task = task;
}

@Override
public void run() {
task.add();
}

}

package com.imooc.locks;

public class SubThread implements Runnable {

private Task task;

public SubThread(Task task) {
this.task = task;
}

@Override
public void run() {
task.sub();
}

}

package com.imooc.locks;

public class TestLock {

public static void main(String[] args) {
Task task = new Task();

Thread t1=new Thread(new AddThread(task));
Thread t3=new Thread(new AddThread(task));
Thread t7=new Thread(new AddThread(task));
Thread t8=new Thread(new AddThread(task));
Thread t2 = new Thread(new SubThread(task));
Thread t4 = new Thread(new SubThread(task));
Thread t5 = new Thread(new SubThread(task));
Thread t6 = new Thread(new SubThread(task));

t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
t5.start();
t6.start();
t7.start();
t8.start();
}

}