ReentrantLock可重入锁的使用场景

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)

privateReentrantLock lock = newReentrantLock();
 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

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


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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)

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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。

### 可重入的适用场景和用法 #### 什么是可重入可重入是一种特殊的机制,它允许可重入性,即如果一个线程已经持有了某个,在未释放之前可以再次获取这个而不发生死。这一特性使得程序设计更加灵活,同时也减少了因错误使用而导致的潜在问题。 #### 可重入的主要特点 - 同一条件下,允许同一线程多次获取[^1]。 - 避免了由于重复加造成的死风险[^2]。 #### 应用场景分析 当某一方法在持有的同时又调用了其他同样需要此的方法时,如果没有可重入性的支持,则会引发死现象。因此,可重入非常适合用于以下情况: - **嵌套调用**:在一个已定资源的情况下继续访问依赖于相同资源的操作。 - **递归函数保护**:对于可能涉及递归逻辑的功能模块来说尤为重要。 #### Java中的实现方式——ReentrantLock类 `java.util.concurrent.locks.ReentrantLock` 是 JDK 提供的标准库之一,专门用来创建具有可重入特性的同步控制工具。下面通过具体例子来展示如何正确地运用此类: ```java import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class Counter { private int value; private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); public void increase() { // 加操作 lock.lock(); try { this.value++; } finally { // 确保无论是否异常都能解 lock.unlock(); } } public int getValue(){ return value; } } ``` 上述代码片段展示了利用 `ReentrantLock` 实现了一个简单的计数器功能,并且保证每次修改变量value前都会先成功取得互斥权再进行更新动作;即使存在多处地方都需要对该共享数据做改动也不会出现问题因为它们遵循相同的协议去竞争唯一的进入机会[^3]。 另外需要注意的是,在实际项目开发过程中应当始终记得及时释放所持有的任何类型的以免影响性能甚至导致应用程序崩溃等问题的发生。
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