可重入的独占锁——ReentrantLock

本文详细探讨了ReentrantLock在Java并发编程中的作用,对比synchronized关键字,解析其公平锁与非公平锁特性,以及如何通过Condition类实现精确的线程唤醒。

ReentrantLock是Java.util.concurrent.locks包中的一个类,是独占锁,它是基于AQS实现的

ReentrantLock与synchronized的区别

  • Synchronized由编译器去保证加锁和释放锁,ReentrantLock需要手动加锁和释放锁
  • ReentrantLock可以指定是公平锁还是非公平锁synchronized只能是非公平锁
  • ReentrantLock提供了一个Condition类,用来实现唤醒特定的线程,synchronized要么随机唤醒一个线程,要么唤醒全部线程
  • ReentrantLock提供了一种能够中断等待锁的的线程的机制

ReentrantLock具体实现

ReentrantLock包含三个内部类:Sync,NonFairSync、FairSync

1.Sync类

我们可以发现,Sync是AQS的子类,是一个抽象类
在这里插入图片描述

1.1 nonfairTryAcquire()方法

我们再来看看Sync中获取锁的方法nonfairTryAcquire()方法
Sync中默认采用非公平方式尝试获取锁Sync的非公平方式体现在:如果在某线程之前已经有很多线程等待锁,最后却被它获取了,这里体现了非公平性
它步骤如下:

  • 如果当前锁未被任何线程拥有(state==0),则通过compareAndSetState原子的设置state,然后把当前线程设置为自己,获取成功
  • 如果当前锁已经被线程占有,判断持有锁的线程是否为当前线程,若是,则获取成功,否则获取失败
    在这里插入图片描述
1.2tryRelease()方法
  • 如果当前线程并非锁持有者,则抛出illegalMonitorStateException()异常
  • 如果是当前锁持有者,state减去release,判断state值,如果为0,说明完全释放,否则,还未完全释放
    在这里插入图片描述

2.公平锁的实现:FairSync类

公平锁FairSync是Sync的子类,它获取锁是公平性的:
在这里插入图片描述

3.非公平锁的实现:NonfairSync

非公平锁的实现就是直接调用Sync的nonfairTryAquire:
在这里插入图片描述
当我们new一个ReentrantLock时,根据我们传入的参数表示创建的是公平锁还是非公平锁:
在这里插入图片描述

### Java 中的可重入机制与原理 #### 什么是可重入可重入ReentrantLock)是一种支持线程重新进入的机制。这意味着当某个线程已经持有了某把时,该线程可以再次获取这把而不会被阻塞[^1]。 #### ReentrantLock 的基本特性 ReentrantLock 提供了比 `synchronized` 更加灵活的功能和更多的操作选项。它的主要特点包括: - **可中断等待**:通过尝试获取的方式允许线程在等待过程中响应中断。 - **超时获取**:可以通过设置时间限制来避免死的发生。 - **公平性策略**:可以选择是否按照请求顺序分配[^3]。 #### 工作原理详解 ReentrantLock 的内部实现依赖于 AQS(AbstractQueuedSynchronizer)。AQS 是一个用来构建和其他同步组件的基础框架。以下是其工作机制的核心要点: 1. **状态管理** - 使用整型变量表示的状态。对于 ReentrantLock 来说,这个状态通常代表当前的持有次数。初始状态下,状态值为 0 表示未定;每次成功获取后,状态会增加;释放时则减少。 2. **独占模式下的获取与释放** - 当线程试图获取时,如果当前状态为 0,则表明没有任何线程持有此,此时可以直接占有并更新状态为 1[^2]。 - 如果已有其他线程占用或者当前线程已拥有但尚未完全释放,则需要遵循特定逻辑处理竞争情况或递增计数器以反映多次获得同一的情况。 3. **条件队列的支持** - ReentrantLock 支持 Condition 对象,这些对象似于 Object Monitor 方法中的 wait/notify 功能。它们允许多个线程协作完成某些任务前后的协调动作。 4. **可重入性保障** - 实现了所谓的“自旋”,即同一线程连续两次调用 lock() 不会被挂起而是直接返回成功的结果。这是因为内部记录了哪个线程正在保持住以及对应的嵌套层数量信息[^4]。 下面是一个简单的例子展示如何使用 ReentrantLock 并体现上述提到的一些重要方面: ```java import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class Counter { private int count; private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); public void increment() { lock.lock(); try { count++; } finally { lock.unlock(); } } public int getCount() { lock.lock(); try { return count; } finally { lock.unlock(); } } } ``` 在这个案例里展示了标准做法——总是要在 finally 块里面解以防万一中途抛出了异常导致无法正常释放资源。 --- ### 相关问题
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值