Java提高——JUC锁01-框架

Java锁机制详解

最新推荐文章于 2025-09-07 20:32:33 发布

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文章标签： java

原文链接：http://www.cnblogs.com/huangzhe1515023110/p/9276047.html

本文详细介绍了Java中的锁机制，包括同步锁和JUC包中的多种锁。解释了Lock接口、ReadWriteLock接口、ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock等概念，并讨论了AQS类在实现这些锁中的关键作用。

根据锁得添加到Java时间，Java中的锁可以分为“同步锁”和“JUC包中的锁”

同步锁

即通过synchronized关键字来进行同步，实现竞争资源互斥访问的锁。

同步锁的原理：每个对象有且仅有一个同步锁，不同线程能够共同访问该同步锁，但是，同一时点，该同步锁只能被一个线程获取到。这样获取到同步锁的线程就能够进行CPU调度，在CPU上执行；而没有获取到同步锁的线程必须进行等待，直到获取到同步锁之后才能够继续运行。这就是多线程通过同步锁进行同步的原理。

JUC包中的锁

JUC包中的锁包括：Lock接口、ReadWriteLock接口、LockSupport阻塞原语、condition条件、AbstractOwnableSynchronizer / AbstractQueuedSynchronizer / AbstractQueuedLongSynchronizer三个抽象类，ReentrantLock独占锁，ReentrantReadWriteLock读写锁。由于CountDownLatch, CyclicBarrier和Semaphore也是通过AQS来是实现的，因此我们将其归纳到锁的框架中进行介绍。

1、Lock接口

JUC中的Lock接口支持那些语义不同（重入、公平等）的锁的规则。所谓语义不同是指锁有“公平机制的锁”、“非公平机制的锁”、“可重入的锁”等等。“公平机制”是指不同线程获取锁的机制是公平的。而“非公平机制”是指不同线程获取锁的机制是非公平的，“可重入的锁”是指同一个锁能够被同一个线程多次获取。

2、ReadWriteLock

ReadWriteLock接口以和Lock类似的方式定义了一些读取者可以共享而写入者独占的锁。JUC包只有一个类实现了该接口，即ReentrantReadWriteLock，因为它适用于大部分的标准用法上下文。但程序员可以自己创建、使用于非标准要求的实现。

3、AbstractOwnableSynchronizer/AbstractQueuedSynchronizer/AbstractQueuedLongSynchronizer

AbstractQueuedSynchronizer是被称为AQS的类，他是一个非常有用的超类，可以用来定义锁以及依赖于排队阻塞线程的其他其他同步器；ReentrantLock，ReentrantReadWriteLock，CountDownLatch，CyclicBarrier和Semaphore等这些类都是基于AQS实现的。AbstractQueuedLongSynchronizer类提供了相同的功能但是扩展了对同步状态的64位支持。两者都扩展了类AbstractOwnablleSynchronizer（一个帮助记录当前保持独占同步的线程的简单类）

4、LockSupport

LockSupport提供“创建锁”和“其他同步类的基本线程阻塞原语”

LockSupport的功能和“Thread中的Thread.suspend()和Thread.resume()”有点类似。LockSupport中的park()和unpark()的作用分别是阻塞线程和解除阻塞线程。但是park()和unpark()不会遇到Thread.suspend()和Thread.resume()可能引发的死锁问题。

5、Condition

Condition需要和Lock联合使用，它的作用是代替Object的监视器方法，可以通过await()，signal()唤醒线程。

Condition接口描述了可能会与锁有关联的条件变量。这些变量在用法上与Object.wait()访问的隐式监视器类似，但提供了更强大的功能。需要特别指出的是，单个Lock可能与多个Condition对象关联。为了避免兼容性问题，Condition方法的名称和对应的Object中的不同。

6、ReentrantLock

ReentrantLock是独占锁。即同一个时间点只能被同一个线程获取到的锁。ReentrantLock包括“公平的ReentrantLock”和“非公平的ReentrantLock”。“公平的ReentrantLock”是指不同线程获取锁的机制是公平的，“非公平的ReentrantLock”是指不同线程获取锁的机制是非公平的。ReentrantLock是可重入的锁。

ReentrantLock的UML图：

1)ReentrantLock实现了Lock接口。

2)ReentrantLock中有一个成员变量sync，sync对象是Sync类型的，Sync是一个抽象类，它继承了AQS

3）ReentrantLock中有“公平锁类FairSync”和“非公平锁类NonFairSync”,他们都是Sync类的子类。ReentrantReadWriteLock中sync对象是FairSync和NonFairSync中的一种，这意味着ReentrantLock是“公平锁”或“非公平锁”中的一种，ReentrantLock默认是非公平锁。