关于java:ReentrantLock-中的-4-个坑

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JDK 1.5 之前 synchronized 的性能是比拟低的，但在 JDK 1.5 中，官网推出一个重量级性能 Lock，一举扭转了 Java 中锁的格局。JDK 1.5 之前当咱们谈到锁时，只能应用内置锁 synchronized，但现在咱们锁的实现又多了一种显式锁 Lock。

后面的文章咱们曾经介绍了 synchronized，详见以下列表：
《synchronized 加锁 this 和 class 的区别！》
《synchronized 优化伎俩之锁收缩机制！》
《synchronized 中的 4 个优化，你晓得几个？》

所以本文咱们重点来看 Lock。

Lock 是一个顶级接口，它的所有办法如下图所示：

它的子类列表如下：

咱们通常会应用 ReentrantLock 来定义其实例 ，它们之间的关联如下图所示：

PS：Sync 是同步锁的意思，FairSync 是偏心锁，NonfairSync 是非偏心锁。

学习任何一项技能都是先从应用开始的，所以咱们也不例外，咱们先来看下 ReentrantLock 的根底应用：

public class LockExample {
    // 创立锁对象
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    public void method() {
        // 加锁操作
        lock.lock();
        try {// 业务代码......} finally {
            // 开释锁
            lock.unlock();}
    }
}

ReentrantLock 在创立之后，有两个关键性的操作：

加锁操作：lock()

开释锁操作：unlock()

很多人会认为（尤其是老手敌人），ReentrantLock 默认的实现是偏心锁，其实并非如此，ReentrantLock 默认状况下为非偏心锁（这次要是出于性能方面的思考），比方上面这段代码：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class LockExample {
  // 创立锁对象
  private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

  public static void main(String[] args) {
      // 定义线程工作
      Runnable runnable = new Runnable() {
          @Override
          public void run() {
              // 加锁
              lock.lock();
              try {
                  // 打印执行线程的名字
                  System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName());
              } finally {
                  // 开释锁
                  lock.unlock();}
          }
      };
      // 创立多个线程
      for (int i = 0; i < 10; i++) {new Thread(runnable).start();}
  }
}

以上程序的执行后果如下：

从上述执行的后果能够看出，ReentrantLock 默认状况下为非偏心锁。因为线程的名称是依据创立的先后顺序递增的，所以如果是偏心锁，那么线程的执行应该是有序递增的，但从上述的后果能够看出，线程的执行和打印是无序的，这阐明 ReentrantLock 默认状况下为非偏心锁。

想要将 ReentrantLock 设置为偏心锁也很简略，只须要在创立 ReentrantLock 时，设置一个 true 的结构参数就能够了，如下代码所示：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class LockExample {// 创立锁对象 ( 偏心锁)
    private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);

    public static void main(String[] args) {
        // 定义线程工作
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 加锁
                lock.lock();
                try {
                    // 打印执行线程的名字
                    System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName());
                } finally {
                    // 开释锁
                    lock.unlock();}
            }
        };
        // 创立多个线程
        for (int i = 0; i < 10; i++) {new Thread(runnable).start();}
    }
}

以上程序的执行后果如下：

从上述后果能够看出，当咱们显式的给 ReentrantLock 设置了 true 的结构参数之后，ReentrantLock 就变成了偏心锁，线程获取锁的程序也变成有序的了。

其实从 ReentrantLock 的源码咱们也能够看出它到底是偏心锁还是非偏心锁，ReentrantLock 局部源码实现如下：

 public ReentrantLock() {sync = new NonfairSync();
 }
public ReentrantLock(boolean fair) {sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();}

从上述源码中能够看出，默认状况下 ReentrantLock 会创立一个非偏心锁，如果在创立时显式的设置结构参数的值为 true 时，它就会创立一个偏心锁。

应用 ReentrantLock 时肯定要记得开释锁，否则就会导致该锁始终被占用，其余应用该锁的线程则会永恒的期待上来 ，所以咱们在应用 ReentrantLock 时，肯定要在 finally 中开释锁，这样就能够保障锁肯定会被开释。

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class LockExample {
    // 创立锁对象
    private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    public static void main(String[] args) {
        // 加锁操作
        lock.lock();
        System.out.println("Hello,ReentrantLock.");
        // 此处会报异样, 导致锁不能失常开释
        int number = 1 / 0;
        // 开释锁
        lock.unlock();
        System.out.println("锁开释胜利!");
    }
}

以上程序的执行后果如下：

从上述后果能够看出，当出现异常时锁未被失常开释，这样就会导致其余应用该锁的线程永恒的处于期待状态。

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class LockExample {
    // 创立锁对象
    private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    public static void main(String[] args) {
        // 加锁操作
        lock.lock();
        try {System.out.println("Hello,ReentrantLock.");
            // 此处会报异样
            int number = 1 / 0;
        } finally {
            // 开释锁
            lock.unlock();
            System.out.println("锁开释胜利!");
        }
    }
}

以上程序的执行后果如下：

从上述后果能够看出，尽管办法中呈现了异常情况，但并不影响 ReentrantLock 锁的开释操作，这样其余应用此锁的线程就能够失常获取并运行了。

lock 操作的次数和 unlock 操作的次数必须一一对应，且不能呈现一个锁被开释屡次的状况，因为这样就会导致程序报错。

一次 lock 对应了两次 unlock 操作，导致程序报错并终止执行，示例代码如下：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class LockExample {
    // 创立锁对象
    private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public static void main(String[] args) {
        // 加锁操作
        lock.lock();
        
        // 第一次开释锁
        try {System.out.println("执行业务 1~");
            // 业务代码 1......
        } finally {
            // 开释锁
            lock.unlock();
            System.out.println("锁释锁");
        }

        // 第二次开释锁
        try {System.out.println("执行业务 2~");
            // 业务代码 2......
        } finally {
            // 开释锁
            lock.unlock();
            System.out.println("锁释锁");
        }
        // 最初的打印操作
        System.out.println("程序执行实现.");
    }
}

以上程序的执行后果如下：

从上述后果能够看出，执行第 2 个 unlock 时，程序报错并终止执行了，导致异样之后的代码都未失常执行。

在应用 ReentrantLock 时，须要留神不要将加锁操作放在 try 代码中，这样会导致未加锁胜利就执行了开释锁的操作，从而导致程序执行异样。

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class LockExample {
    // 创立锁对象
    private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 此处异样
            int num = 1 / 0;
            // 加锁操作
            lock.lock();} finally {
            // 开释锁
            lock.unlock();
            System.out.println("锁释锁");
        }
        System.out.println("程序执行实现.");
    }
}

以上程序的执行后果如下：

从上述后果能够看出，如果将加锁操作放在 try 代码中，可能会导致两个问题：

未加锁胜利就执行了开释锁的操作，从而导致了新的异样；
开释锁的异样会笼罩程序原有的异样，从而减少了排查问题的难度。

本文介绍了 Java 中的显式锁 Lock 及其子类 ReentrantLock 的应用和注意事项，Lock 在 Java 中占据了锁的半壁江山，但在应用时却要留神 4 个问题：

默认状况下 ReentrantLock 为非偏心锁而非偏心锁；
加锁次数和开释锁次数肯定要保持一致，否则会导致线程阻塞或程序异样；
加锁操作肯定要放在 try 代码之前，这样能够防止未加锁胜利又开释锁的异样；
开释锁肯定要放在 finally 中，否则会导致线程阻塞。

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正文完

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发表至： java

2021-08-13

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Lock 简介

ReentrantLock 应用

ReentrantLock 中的坑

1.ReentrantLock 默认为非偏心锁

2. 在 finally 中开释锁

反例

正例

3. 锁不能被开释屡次

反例

4.lock 不要放在 try 代码内

反例

总结

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