可重入锁ReentrantLock与Condition

一、可重入锁ReentrantLock

可重入锁可以完全替代synchronized，与synchronized相比，ReentrantLock是显式操作，需要手动指定何时加锁，何时释放锁。

之所以称之为可重入锁，是因为一个线程可以连续两次获得同一把锁，例如：

lock.lock();
lock.lock();
try{
	i++;
}
finally{
	lock.unlock();
	lock.unlock();
}

如果不允许这种操作的话，那么将会在第二次请求锁的时候和自己产生死锁。注意，一个线程多次获得锁，释放锁的时候，必须释放相同数目的锁。

•中断响应

对于synchronized来说，如果一个线程在等待锁，那么只有两种结果，一个是获得锁后继续执行，一个是保持等待。对于可重入锁来说还有额外的一种情况，那就是线程可以被中断。这有助于解决死锁问题。加锁的时候使用lock.lockInterruptibly()，这样线程就可以响应中断。

•锁申请等待限时

ReentrantLock中有一个tryLock()方法，在申请锁的时候会等待一段时间，超时后如果还得不到锁，则线程会自动放弃，这也可以有效解决死锁问题。tryLock()方法有两个参数，第一个表示等待时长，第二个表示计时单位。比如，tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)表示等待5秒，如果5秒之内获得锁，则返回true；如果超过5秒仍未获得锁，则返回false。tryLock()也可以不带参数，那么它就会立即返回true或者false。

•公平锁

大多数情况下，锁的申请都是非公平的。也就是说现申请锁的线程不一定先得到锁。系统只是会从锁的等待队列中随机选择一个线程。而公平锁就是按照时间先后顺序，先申请者先得，后申请者后得。synchronized就是非公平锁，使用ReentrantLock可以设置锁的公平性。其有一个构造函数：public ReentrantLock(boolean fair)。当fair为true的时候就是公平锁，默认是非公平锁。

实现公平锁必然要求系统维护一个有序队列，实现成本较高，性能较低。一般情况下，不需要使用公平锁。

ReentrantLock的方法总结如下：

lock()：获得锁，如果锁已经被占用则等待。

lockInterruptibly()：获得锁，但是优先响应中断。

tryLock()：尝试获得锁，如果成功，返回true，失败返回false。该方法不等待。

tryLock(long time, TimeUnit.unit)：在给定的时间内尝试获得锁。

unlock()：释放锁。

二、Condition条件

Condition是和重入锁关联使用，通过Lock接口的Condition newCondition()方法可以生成一个与当前重入锁绑定的Condition实例。Condition接口提供的方法如下：

await()方法会使当前线程等待，同时释放当前锁，当其他线程调用signal()/signalAll()方法时，线程可以获得锁并继续执行。调用该方法的线程可以响应中断，调处等待。

awaitUninterruptibly()方法，该方法与await()方法类似，只不过是不会在等待过程中响应中断。

singal()方法用于唤醒一个在等待中的线程。而signalAll()会唤醒所有在等待的线程。

在调用await()和signal()/signalAll()之前，线程需要先获得相应的重入锁，而且在调用await()时还需要捕获异常。同样的，调用await()方法之后，线程也会释放锁，而且在该线程被唤醒后也需要再次获得相关的重入锁才能继续执行。

如下示例：

public class ReentrantLockCondition implements Runnable{
	private static ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
	private static Condition condition=lock.newCondition(); 
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		ReentrantLockCondition rlc=new ReentrantLockCondition();
		Thread t1=new Thread(rlc);
		t1.start();
		Thread.sleep(100);//主线程等待一会，否则主线程先获得锁就会导致signal()先执行，那t1就不会被唤醒了
		lock.lock();
		condition.signal();//先获得锁
		lock.unlock();
	}
	public void run() {		
		try{
			lock.lock();
			condition.await();//先加锁，还要捕获异常
			System.out.println("Thread is going on");
		}
		catch(InterruptedException e){
			e.printStackTrace();
		}
		finally{
			lock.unlock();
		}
	}
}