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锁是用来控制多个线程访问共享资源的方式,一般来说,一个锁能够防止多个线程同时访问共享资源。在Java SE5之前,Java程序是靠synchronized关键字实现锁功能的,使用synchronized关键字将会隐式地获取锁,但是它将锁的获取和释放固化了,也就是先获取再释放,这种方式简化了同步的管理,可是扩展性没有显式地锁获取和释放来的好。例如,考虑下面这样一个情景:
针对一个场景,使用synchronized进行锁获取和释放,先获得锁A,然后获得锁B,当锁B获取之后,释放锁A同时获取锁C,当锁C获得后,在释放B同时获取锁D,以此类推。这时,使用synchronized关键字就不那么容易实现了,而使用显式地锁获取和释放则很简单。
在Java SE5之后,并发包中新增了Lock接口以及相关实现类,用来实现锁功能,它提供了与synchronized类似的同步功能,只是在使用时需要显式地获取和释放锁。虽然它缺少了隐式获取释放锁的便捷性,但是却拥有了锁获取与释放的可操作性、可中断的获取锁以及超时获取锁等多种synchronized所不具备的特性。
- public interface Lock {
- // 获取锁
- void lock();
- // 获取锁(可中断)
- void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
- // 尝试获取锁,如果没获取到锁,就返回false
- boolean tryLock();
- // 尝试获取锁,如果没获取到锁,就等待一段时间,这段时间内还没获取到锁就返回false
- boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
- // 释放锁
- void unlock();
- // 条件锁
- Condition newCondition();
- }
Lock接口中主要定义了 获取锁、尝试获取锁、释放锁、条件锁等几个方法。
Lock接口的使用很简单,常见的使用方式如下代码所示:
- Lock lock = new ReentrantLock();
- lock.lock();
-
- try {
- // do something...
- } finally {
- lock.unlock();
- }
在使用Lock锁的时候要注意以下几点:
synchronized不具备的Lock接口提供的锁的主要特征如下:
特 性 | 描 述 |
尝试非阻塞地获取锁 | 当前线程尝试获取锁,如果这一刻锁没有被其他线程获取到,则成功获取并持有锁。 |
能被中断地获取锁 | 与synchronized不同,获取到锁的线程能够相应中断,当获取到锁的线程被中断时,中断异常将会被抛出,同时锁会被释放。 |
超时获取锁 | 在指定的截止时间之前获取锁,如果截止时间到了仍没有获取到锁,则返回。 |
Lock是一个接口,它定义了锁获取和释放的基本操作,Lock的API如下所示:
方法名称 | 描 述 |
void lock() | 获取锁,调用该方法当前线程会获取锁,当锁获取后,从该方法返回。 |
void lockInterruptibly() throws InterruptedException | 可中断地获取锁,与lock()方法的不同之处在于该方法会响应中断,即在锁的获取中可以中断当前线程。 |
boolean tryLock() | 尝试非阻塞地获取锁,调用该方法后立即返回,如果能够获取锁则返回true,否则返回false。 |
boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException | 超时地获取锁,当前线程在以下3种情况下会返回: 1、 当前线程在超时时间内获取了锁 2、 当前线程在超时时间内被中断 3、 超时时间结束,返回false |
void unlock() | 释放锁 |
Condition newCondition() | 获取等待通知组件,在组件和当前的锁绑定,当前线程只有获取了锁,才能调用该组件的await()方法,而调用后,当前线程将会释放锁。 |
Lock接口的实现(ReentrantLock等实现类)基本都是通过聚合了一个AbstractQueuedSynchronizer同步器的内部子类来完成线程访问控制的。