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Java5之前只能用synchronized和volatile，Java5后Doug Lea提供了ReentrantLock，并非为了代替内置锁，而是当内置锁的机制不实用时，作为一种可抉择的高级性能。
内置锁不实用的场景包含：
- 无奈中断一个正在期待获取锁的线程
- 有限的锁期待
- 内置锁必须放在代码块里（编程有些局限性）
所以提供了J.U.C的Lock接口及实现。
1. Lock和ReentrantLock
之所以叫ReentrantLock，可了解为两局部
- Re-entrant
可重入，lock多少次都没关系，只须要unlock即可，或者lock外面嵌套了别的lock都能够 - Lock
提供了和synchronized一样的互斥性和内存可见性，与synchronized的monitor内存语义一样
2 Synchronized(S) V.S Lock（L）
- L 是接口，S 是关键字
- S异样时，会主动开释线程占有的锁，不会产生死锁
L异样时，若没有被动通过 unlock（）开释锁，则很有可能造成死锁。所以用 lock 时要在 finally 中开释锁.。 - L 能够当期待锁的线程响应中断
应用 S 时，期待的线程将会始终等上来，不能响应中断 - 通过 L 能够晓得是否胜利取得锁，S 不能够
- L 能够进步多个线程进行读写操作的效率
3 Lock的个性
- 可定时锁期待
- 可轮询锁期待
- 可中断锁期待
- 公平性
- 实现非块构造的加锁
- 绑定多个Condition。通过屡次newCondition能够取得多个Condition对象,能够简略的实现比较复杂的线程同步的性能.通过await(),signal();
3.1 轮询锁和定时锁
内置锁的死锁问题只能通过重启解决，可定时、可轮询锁提供了另一种抉择：
通过tryLock解决
public class DeadlockAvoidance { private static Random rnd = new Random(); public boolean transferMoney(Account fromAcct, Account toAcct, DollarAmount amount, long timeout, TimeUnit unit) throws InsufficientFundsException, InterruptedException { long fixedDelay = getFixedDelayComponentNanos(timeout, unit); long randMod = getRandomDelayModulusNanos(timeout, unit); long stopTime = System.nanoTime() + unit.toNanos(timeout); //定时，轮询 while (true) { if (fromAcct.lock.tryLock()) { try { if (toAcct.lock.tryLock()) { try { if (fromAcct.getBalance().compareTo(amount) < 0) throw new InsufficientFundsException(); else { fromAcct.debit(amount); toAcct.credit(amount); return true; } } finally { toAcct.lock.unlock(); } } } finally { fromAcct.lock.unlock(); } } if (System.nanoTime() < stopTime) return false; NANOSECONDS.sleep(fixedDelay + rnd.nextLong() % randMod); } } private static final int DELAY_FIXED = 1; private static final int DELAY_RANDOM = 2; static long getFixedDelayComponentNanos(long timeout, TimeUnit unit) { return DELAY_FIXED; } static long getRandomDelayModulusNanos(long timeout, TimeUnit unit) { return DELAY_RANDOM; } static class DollarAmount implements Comparable<DollarAmount> { public int compareTo(DollarAmount other) { return 0; } DollarAmount(int dollars) { } } class Account { public Lock lock; void debit(DollarAmount d) { } void credit(DollarAmount d) { } DollarAmount getBalance() { return null; } } class InsufficientFundsException extends Exception { }}3.2 带有工夫限度的锁
3.3 可中断的锁
3.4对于Condition
最典型的就是阻塞的有界队列的实现。
public class BoundedBuffer { private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(BoundedBuffer.class); final Lock lock = new ReentrantLock(); final Condition notFull = lock.newCondition(); final Condition notEmpty = lock.newCondition(); final Object[] items = new Object[2]; // 阻塞队列 int putptr, takeptr, count; private void log(String info) { logger.info(Thread.currentThread().getName() + " - " + info); } public void put(Object x) throws InterruptedException { log(x + ",执行put"); lock.lock(); log(x + ",put lock.lock()"); try { while (count == items.length) { // 如果队列满了，notFull就始终期待 log(x + ",put notFull.await() 队列满了"); notFull.await(); // 调用await的意思取反，及not notFull -> Full } items[putptr] = x; // 终于能够插入队列 if (++putptr == items.length) { putptr = 0; // 如果下标达到数组边界，循环下标置为0 } ++count; log(x + ",put胜利 notEmpty.signal() 周知队列不为空了"); notEmpty.signal(); // 唤醒notEmpty } finally { log(x + ",put lock.unlock()"); lock.unlock(); } } public Object take() throws InterruptedException { log("执行take"); lock.lock(); Object x = null; log("take lock.lock()"); try { while (count == 0) { log("take notEmpty.await() 队列为空等等"); notEmpty.await(); } x = items[takeptr]; if (++takeptr == items.length) { takeptr = 0; } --count; log(x + ",take胜利 notFull.signal() 周知队列有残余空间了"); notFull.signal(); return x; } finally { lock.unlock(); log(x + ",take lock.unlock()"); } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { final BoundedBuffer bb = new BoundedBuffer(); ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10); for (char i = 'A'; i < 'F'; i++) { final char t = i; executor.execute(() -> { try { bb.put(t); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }); } List<Character> res = new LinkedList<>(); for (char i = 'A'; i < 'F'; i++) { executor.execute(() -> { try { char c = (char) bb.take(); res.add(c); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }); } try { executor.awaitTermination(2, TimeUnit.SECONDS); } catch (InterruptedException ie) { ie.printStackTrace(); } logger.info(res.toString()); executor.shutdownNow(); }}4 性能思考因素
Java5的时候J.U.C的ReentrantLock锁竞争性能十分好，到了Java6应用了改良后的算法来治理内置锁，所以当初差不太多了，只好一点点
竞争性能的影响可伸缩性的要害因素：如果有越多的资源被消耗在锁的治理和线程调度上，那么应用程序失去的资源就越少，锁的实现形式越好，将须要越少的零碎调用和上下文切换。
5 公平性
ReentrantLock默认创立非偏心的锁，非偏心指被阻塞挂起的线程(LockSupport.park)都在AQS的CLH队列中排队期待本人被唤醒。他们是依照收回的申请程序来排队的，但一旦有一个唤醒的就会和新来的线程竞争锁，新来的可能会“插队”。若新来的胜利获取锁，那么它将跳过所有期待线程而开始执行，这意味着本该被唤醒的线程失败了，对不起您回到队列的尾部持续等。
个别，非偏心锁的性能要好于偏心锁。因为一个线程被唤醒是须要工夫的，挂起线程和唤醒复原线程都存在开销，这个空隙如果有其余线程处于ready状态，无需上下文切换，那么间接运行就行。
A持有锁，B申请，但B在复原的过程中，C能够插队"非偏心"的获取锁，而后执行再开释，这时候B刚刚好做完上下文切换能够执行，这个对于B和C来说是一个“双赢”的场面，是进步吞吐量的起因。
JVM也没有在其内置锁上采纳公平性的机制。
6 选型
除非应用到3提到的高级个性，或者内置锁无奈满足需要时，否则还是诚实用内置锁，毕竟是JVM本身提供的，而不是靠类库，因而可能会执行一些优化。
另外内置锁在利用kill -3 dump thread的时候能够发现栈帧上的一些monitor lock的信息，辨认死锁，而J.U.C的锁这方面就不太行，当然JAVA6之后提供了治理和调试接口解决了。
7 读-写锁
ReentrantLock每次只有一个线程能持有锁，然而这种严格的互斥也会克制并发。会克制
- 写/写
- 写/读
- 读/读
抵触，然而很多状况下读操作是十分多的，如果放宽加锁的需要，容许多个读操作能够同时拜访数据，那么就能够晋升性能。然而要保障读取的数据是最新的,不会有其余线程批改数据。
应用ReadWriteLock的场景：
- 一个资源能够被多个读操作拜访
- 被一个写操作拜访
- 但二者不能同时进行
如果读线程正在持有锁，这时候另外一个写线程，那么会优先获取写锁：
public class ReadWriteMap<K, V> { private final Map<K, V> map; private final ReadWriteLock lock=new ReentrantReadWriteLock(); private final Lock r=lock.readLock(); private final Lock w=lock.writeLock(); public ReadWriteMap(Map<K, V> map) { this.map=map; } public V put(K key, V value) { w.lock(); try { return map.put( key, value ); } finally { w.unlock(); } } public V remove(Object key) { w.lock(); try { return map.remove( key ); } finally { w.unlock(); } } public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) { w.lock(); try { map.putAll( m ); } finally { w.unlock(); } } public void clear() { w.lock(); try { map.clear(); } finally { w.unlock(); } } public V get(Object key) { r.lock(); try { return map.get( key ); } finally { r.unlock(); } } public int size() { r.lock(); try { return map.size(); } finally { r.unlock(); } } public boolean isEmpty() { r.lock(); try { return map.isEmpty(); } finally { r.unlock(); } } public boolean containsKey(Object key) { r.lock(); try { return map.containsKey( key ); } finally { r.unlock(); } } public boolean containsValue(Object value) { r.lock(); try { return map.containsValue( value ); } finally { r.unlock(); } }}