java高并发实战编程（一）

总览：什么是锁：锁就是一种资源，用来进行共享资源的保护操作（也可以认为锁是一条封锁线，一个对象获得了可以通过，否则就只能在隔离带后面等待，除非轮到自己获取到权限）。

一.synchronized功能拓展：重入锁 ReentrantLock

1.性能和synchronized 相差不大代码，代码:

package com.fortune.util;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

//重入锁代替synchronized 两者消耗差不多两千万次循环
public class ThreadUtils implements Runnable {
    public static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    public static int i=0;
    @Override
    public void run() {
        for (int j=0;j<10000000;j++){
            lock.lock();
            try {
                i++;
            }finally {
                lock.unlock();
            }
           /*synchronized (this){
               i++;
           }*/
        }
    }


    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Long st = System.currentTimeMillis();
        ThreadUtils tt = new ThreadUtils();
        Thread t1 = new Thread(tt);
        Thread t2 = new Thread(tt);
        t1.start();t2.start();
        t1.join();t2.join();
        System.out.println(i);
        System.out.println("消耗时间:"+(System.currentTimeMillis()-st));
    }

总结：ReentrantLock需要手动加锁以及释放锁（显示操作），因此灵活度高，但是要在退出临界区要释放锁，否则其它线程也进入不了。之所以叫重入锁，是因为可以反复进入，但是仅限于一个线程，如上线程可以改为：

lock.lock();
lock.lock();
try {
    i++;
}finally {
    lock.unlock();
    lock.unlock();
}

注意:锁定了几次就要释放几次，获取以及释放锁的消耗时间相比于第一次会大很多。

2.ReentrantLock 可以中断响应：对于synchronized，如果一个线程在等待锁，要么获得锁继续执行，要么保持等待，不能中途退出。而使用重入锁则可以被中断。也就是在等待锁的过程中，程序可以根据需要取消对锁的请求。

3.限时锁：在一定时间内尝试获取锁失败之后，即返回（不进行任何操作），方法Reentrant().tryLock(),如果不带参数，当有线程获取到锁后就直接返回 true，否则立即返回false，不会进行等待，不会产生死锁。代码：

public class ThreadUtils implements Runnable {
    public static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public void run() {
        try {
            //在5s内尝试获取锁
            if (lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)){
                //这个thread应该是当前执行的线程
                System.out.println("我获取到锁了");
                Thread.sleep(6000);
                lock.unlock();  
            }else {
                System.out.println("get lock failed");
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       ThreadUtils threadUtils = new ThreadUtils();
       Thread t1 = new Thread(threadUtils);
       Thread t2 = new Thread(threadUtils);
       t1.start();t2.start();
    }

}

4.公平锁：大多数情况下琐是不公平的。当线程a请求了锁1，线程b也请求了锁1，当锁1可用时，到底是先分配a还是b。系统只会从等待队列中随机选取一个，不能保证其公平性。而公平锁就是为了保证先到先得，按照申请的时间顺序进行锁的分配。不会产生饥饿。总会获取到资源。而synchronized则是非公平锁，利用Public Reentrant(boolean fair);进行设置。

根据系统调度：一个线程会倾向于再次获取已经持有的锁，也就是说一个线程第一次获取了锁之后，下一次获取锁的概率就相对来说大一点。这种方式很高效，但是是不公平的,而公平锁需要一个有序队列进行记录，非常消耗系统资源。

5.重入锁的好搭档：Condition条件

condition对象通过调用方法实现和wait()以及notify()方法作用相同。但是 wait()和notify()都是和synchronized 关键字合作使用。而Condition是与重入锁相关联的。通过Lock接口的Condition.newCondition()方法生成一个与当前重入锁绑定的condition实例。利用Condition对象，可以让线程进行等待或者得到通知等。

方法：

await() 方法会使当前线程等待，同时释放锁，当其他线程中使用signal()或者signalAll()方法时，线程会重新获得锁，并继续执行，或者线程被中断，也能跳出等待和Object.wait()方法相似

awaitUninterruptibly()方法与 await()方法基本相同，但是不会在等待过程中响应中断。

signal()方法用于唤醒一个在等待中的线程。相对signalAll()会唤醒所有在等待的线程。和Object.notify()方法类似。

代码：

public class ThreadUtils implements Runnable {
    public static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    public static Condition condition = lock.newCondition();

    public void run() {
        lock.lock();
        try {
            condition.await();
            System.out.println("Thread is going on");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       ThreadUtils threadUtils = new ThreadUtils();
       Thread t1 = new Thread(threadUtils);
       t1.start();
       Thread.sleep(7000);
       //通知线程t1继续执行(加锁是为了防止共享资源冲突,因为线程唤醒),因为最开始的锁已经释放过了，此时共享资源未获取锁。
        lock.lock();
        condition.signal();
       //唤醒一个线程，此时需要将共享资源的锁进行释放，否则唤醒了也获取不到锁，一直保持等待状态。
        lock.unlock();
    }

}

和Object().wait()和notify()方法一样，当线程使用Condition.await()时，要求线程持有相关的重入锁，（没获取锁进行此操作会报错）在Condition.await()调用后，这个线程会释放这把锁。同理在Condition.signal()方法调用时，也要求线程先获得相关的锁。在signal()方法调用后，系统会从当前Condition对象的等待队列中，唤醒一个线程。一旦线程被唤醒，会重新尝试获得与之绑定的重入锁，成功获取继续执行，因此在signal()方法调用之后，一般需要释放相关的锁。谦让给被唤醒的线程，否则唤醒了线程但也无法获得锁，因此无法真正继续执行。

java高并发实战编程（一）

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