深入理解ReentrantLock

news2024/11/29 11:40:25

深入理解ReentrantLock

在Java并发编程中，锁（Lock）是控制多个线程对共享资源访问的重要工具。虽然Synchronized关键字是实现锁的常用方式，但它在功能上比较有限。ReentrantLock是java.util.concurrent.locks包中提供的一个更加灵活和强大的锁实现，它是一个可重入的互斥锁，它允许线程在获取锁之后再次获取该锁而不被阻塞。简单来说，如果一个线程已经持有了一个锁，再次请求获取该锁时，它可以成功获取而不会被阻塞。

ReentrantLock的基本用法

使用ReentrantLock的基本步骤包括创建锁实例、加锁和解锁。以下是一个简单的例子：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ReentrantLockExample {
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public void performTask() {
        lock.lock();
        try {
            // 关键代码段
            System.out.println("Lock is held by: " + Thread.currentThread().getName());
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ReentrantLockExample example = new ReentrantLockExample();
        Runnable task = () -> example.performTask();
        
        Thread t1 = new Thread(task, "Thread-1");
        Thread t2 = new Thread(task, "Thread-2");
        
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

在这个例子中，我们创建了一个ReentrantLock实例，并在performTask方法中使用lock.lock()来获取锁，lock.unlock()来释放锁。在try块中执行关键代码以确保在任何情况下都会释放锁。

ReentrantLock的高级功能

可重入性

正如前面提到的，ReentrantLock是可重入的。这意味着同一个线程可以多次获取同一个锁而不会陷入死锁。以下示例展示了这一特性：

public void reentrantLockExample() {
    lock.lock();
    try {
        System.out.println("First lock acquired.");
        lock.lock();
        try {
            System.out.println("Second lock acquired.");
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

公平锁与非公平锁

ReentrantLock可以被配置为公平锁或非公平锁。公平锁意味着线程将以请求锁的顺序（FIFO）获得锁，而非公平锁则可能让某些线程“插队”。默认情况下，ReentrantLock是非公平的。要创建公平锁，可以使用以下代码：

ReentrantLock fairLock = new ReentrantLock(true);

可中断锁获取

ReentrantLock提供了一种机制，可以让线程在尝试获取锁时被中断。使用lock.lockInterruptibly()方法，可以在获取锁的过程中响应中断：

public void performInterruptibleTask() {
    try {
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            // 关键代码段
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
        // 处理中断
    }
}

超时锁获取

ReentrantLock还允许在获取锁时指定超时时间。如果在指定时间内无法获取锁，线程将会放弃获取锁的尝试：

public void performTimedTask() {
    try {
        if (lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)) {
            try {
                // 关键代码段
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        } else {
            System.out.println("Could not acquire lock within 5 seconds");
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
        // 处理中断
    }
}