一、ReentrantLock 是什么?
ReentrantLock
实现了 Lock
接口,是一个可重入且独占式的锁,和 synchronized
关键字类似。不过,ReentrantLock
更灵活、更强大,增加了轮询、超时、中断、公平锁和非公平锁等高级功能。
public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable {}
ReentrantLock
里面有一个内部类 Sync
,Sync
继承 AQS(AbstractQueuedSynchronizer
),添加锁和释放锁的大部分操作实际上都是在 Sync
中实现的。Sync
有公平锁 FairSync
和非公平锁 NonfairSync
两个子类。
ReentrantLock
默认使用非公平锁,也可以通过构造器来显式的指定使用公平锁。
// 传入一个 boolean 值,true 时为公平锁,false 时为非公平锁
public ReentrantLock(boolean fair) {
sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}
从上面的内容可以看出, ReentrantLock
的底层就是由 AQS 来实现的。
二、公平锁和非公平锁有什么区别?
- 公平锁 : 锁被释放之后,先申请的线程先得到锁。性能较差一些,因为公平锁为了保证时间上的绝对顺序,上下文切换更频繁。
- 非公平锁:锁被释放之后,后申请的线程可能会先获取到锁,是随机或者按照其他优先级排序的。性能更好,但可能会导致某些线程永远无法获取到锁。
三、synchronized 和 ReentrantLock 有什么区别?
两者都是可重入锁
可重入锁 也叫递归锁,指的是线程可以再次获取自己的内部锁。比如一个线程获得了某个对象的锁,此时这个对象锁还没有释放,当其再次想要获取这个对象的锁的时候还是可以获取的,如果是不可重入锁的话,就会造成死锁。
JDK 提供的所有现成的 Lock
实现类,包括 synchronized
关键字锁都是可重入的。
在下面的代码中,method1()
和 method2()
都被 synchronized
关键字修饰,method1()
调用了method2()
。
public class SynchronizedDemo {
public synchronized void method1() {
System.out.println("方法1");
method2();
}
public synchronized void method2() {
System.out.println("方法2");
}
}
由于 synchronized
锁是可重入的,同一个线程在调用method1()
时可以直接获得当前对象的锁,执行 method2()
的时候可以再次获取这个对象的锁,不会产生死锁问题。假如synchronized
是不可重入锁的话,由于该对象的锁已被当前线程所持有且无法释放,这就导致线程在执行 method2()
时获取锁失败,会出现死锁问题。
synchronized 依赖于 JVM 而 ReentrantLock 依赖于 API
synchronized
是依赖于 JVM 实现的,前面我们也讲到了 虚拟机团队在 JDK1.6 为 synchronized
关键字进行了很多优化,但是这些优化都是在虚拟机层面实现的,并没有直接暴露给我们。
ReentrantLock
是 JDK 层面实现的(也就是 API 层面,需要 lock() 和 unlock() 方法配合 try/finally 语句块来完成),所以我们可以通过查看它的源代码,来看它是如何实现的。
ReentrantLock 比 synchronized 增加了一些高级功能
相比synchronized
,ReentrantLock
增加了一些高级功能。主要来说主要有三点:
- 等待可中断 :
ReentrantLock
提供了一种能够中断等待锁的线程的机制,通过lock.lockInterruptibly()
来实现这个机制。也就是说正在等待的线程可以选择放弃等待,改为处理其他事情。 - 可实现公平锁 :
ReentrantLock
可以指定是公平锁还是非公平锁。而synchronized
只能是非公平锁。所谓的公平锁就是先等待的线程先获得锁。ReentrantLock
默认情况是非公平的,可以通过ReentrantLock
类的ReentrantLock(boolean fair)
构造方法来指定是否是公平的。 - 可实现选择性通知(锁可以绑定多个条件):
synchronized
关键字与wait()
和notify()
/notifyAll()
方法相结合可以实现等待/通知机制。ReentrantLock
类当然也可以实现,但是需要借助于Condition
接口与newCondition()
方法。
如果你想使用上述功能,那么选择 ReentrantLock
是一个不错的选择。
关于 Condition
接口的补充:
Condition
是 JDK1.5 之后才有的,它具有很好的灵活性,比如可以实现多路通知功能也就是在一个Lock
对象中可以创建多个Condition
实例(即对象监视器),线程对象可以注册在指定的Condition
中,从而可以有选择性的进行线程通知,在调度线程上更加灵活。 在使用notify()/notifyAll()
方法进行通知时,被通知的线程是由 JVM 选择的,用ReentrantLock
类结合Condition
实例可以实现“选择性通知” ,这个功能非常重要,而且是Condition
接口默认提供的。而synchronized
关键字就相当于整个Lock
对象中只有一个Condition
实例,所有的线程都注册在它一个身上。如果执行notifyAll()
方法的话就会通知所有处于等待状态的线程,这样会造成很大的效率问题。而Condition
实例的signalAll()
方法,只会唤醒注册在该Condition
实例中的所有等待线程。
四、可中断锁和不可中断锁有什么区别?
- 可中断锁:获取锁的过程中可以被中断,不需要一直等到获取锁之后 才能进行其他逻辑处理。
ReentrantLock
就属于是可中断锁。 - 不可中断锁:一旦线程申请了锁,就只能等到拿到锁以后才能进行其他的逻辑处理。
synchronized
就属于是不可中断锁。