java线程安全之重入锁、锁与等待/通知、读写锁（十七）

   在java多线程中，我们知道可以使用synchronized关键字来实现线程间的同步互斥工作，那么其实还有一个更优秀的机制去完成这个“同步互斥”工作，他就是Lock对象，我们主要学习两种锁，重入锁和读写锁。他们具有比 synchronized更为强大的功能，并且有嗅探锁定、多路分支等功能。
ReentrantLock（重入锁）

      重入锁，在需要进行同步的代码部分加上锁定，但是不要忘记最后一定要释放锁定，不然会照成锁永远无法释放，其他线程永远进不来的结果。

案例：

public class UseReentrantLock {

    private Lock lock = new ReentrantLock();

    public void method1(){
        try {
            //加锁
            lock.lock();
            System.out.println("当前线程:" + Thread.currentThread().getName() + "进入method1..");
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("当前线程:" + Thread.currentThread().getName() + "退出method1..");
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //释放锁
            lock.unlock();
        }
    }

    public void method2(){
        try {
            //加锁
            lock.lock();
            System.out.println("当前线程:" + Thread.currentThread().getName() + "进入method2..");
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("当前线程:" + Thread.currentThread().getName() + "退出method2..");
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //释放锁
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        final UseReentrantLock ur = new UseReentrantLock();
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                ur.method1();
                ur.method2();
            }
        }, "t1");

        t1.start();
        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //System.out.println(ur.lock.getQueueLength());
    }


}

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打印结果：

当前线程:t1进入method1..
当前线程:t1退出method1..
当前线程:t1进入method2..
当前线程:t1退出method2..

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锁与等待/通知 (Condition)

      还记得我们在使用synchronized的时候，如果需要多个线程间进行协作的工作则需要Object的wait()和notify()、notifyAll()方法进行配合工作。

      那么同样，我们在使用Lock的时候，可以使用一个新的等待/通知类。它就是Condition。这个Condition一定是针对具体某一把锁的，也就是在只有锁的基础之上才产生Condition
单个（Condition）案例：

public class UseCondition {

    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition = lock.newCondition();

    public void method1(){
        try {
            lock.lock();
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + "进入等待状态..");
            Thread.sleep(3000);
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + "释放锁..");
            condition.await();  // Object wait  阻塞
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName() +"继续执行...");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void method2(){
        try {
            lock.lock();
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + "进入..");
            Thread.sleep(3000);
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + "发出唤醒..");
            condition.signal();     //Object notify  发信号
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        final UseCondition uc = new UseCondition();
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                uc.method1();
            }
        }, "t1");
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                uc.method2();
            }
        }, "t2");
        t1.start();

        t2.start();
    }



}

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打印结果：

当前线程：t1进入等待状态..
当前线程：t1释放锁..
当前线程：t2进入..
当前线程：t2发出唤醒..
当前线程：t1继续执行...

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多个（Condition）案例：

      我们可以通过一个Lock对象产生多个Condition进行多线程间的交互，非常的灵活。可以使得部分需要唤醒的线程唤醒，其他线程则继续等待通知。

public class UseManyCondition {

    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private Condition c1 = lock.newCondition();
    private Condition c2 = lock.newCondition();

    public void m1(){
        try {
            //加锁
            lock.lock();
            System.out.println("当前线程：" +Thread.currentThread().getName() + "进入方法m1等待..");
            //
            c1.await();
            System.out.println("当前线程：" +Thread.currentThread().getName() + "方法m1继续..");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void m2(){
        try {
            lock.lock();
            System.out.println("当前线程：" +Thread.currentThread().getName() + "进入方法m2等待..");
            c1.await();
            System.out.println("当前线程：" +Thread.currentThread().getName() + "方法m2继续..");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void m3(){
        try {
            lock.lock();
            System.out.println("当前线程：" +Thread.currentThread().getName() + "进入方法m3等待..");
            c2.await();
            System.out.println("当前线程：" +Thread.currentThread().getName() + "方法m3继续..");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void m4(){
        try {
            lock.lock();
            System.out.println("当前线程：" +Thread.currentThread().getName() + "唤醒..");
            c1.signalAll();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void m5(){
        try {
            lock.lock();
            System.out.println("当前线程：" +Thread.currentThread().getName() + "唤醒..");
            c2.signal();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {


        final UseManyCondition umc = new UseManyCondition();
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                umc.m1();
            }
        },"t1");
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                umc.m2();
            }
        },"t2");
        Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                umc.m3();
            }
        },"t3");
        Thread t4 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                umc.m4();
            }
        },"t4");
        Thread t5 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                umc.m5();
            }
        },"t5");

        t1.start(); // c1
        t2.start(); // c1
        t3.start(); // c2


        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        t4.start(); // c1
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        t5.start(); // c2

    }



}

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打印结果：

当前线程：t1进入方法m1等待..
当前线程：t2进入方法m2等待..
当前线程：t3进入方法m3等待..
当前线程：t4唤醒..
当前线程：t1方法m1继续..
当前线程：t2方法m2继续..
当前线程：t5唤醒..
当前线程：t3方法m3继续..

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Lock/Condition其它方法和用法

公平锁和非公平锁：

Lock lock = new ReentrantLock(booIean isFair);

公平锁和非公平锁区别：

公平锁浪费性能的，因为它需要维护顺序。

非公平锁不浪费性能，不需要维护顺序。

Lock用法：

    tryLock()：尝试获得锁，获得结果用true/false返回。

    tryLock()：在给定的时间内尝试获得锁，获得结果用true/false返回。

    isFair ()：是否是公平锁。

    IsLock()：是否锁定。

    GetHoldCount()：查询当前线程保持此锁的个数，也就是调用I k()次数。

    locklnterruptibly()：优先响应中断的锁。

    getQueueLength():返回正在等待获取此镇定的线程数。

    GeWaitQueueLength()：返回等特与锁定相关的给定条件Conditin的线程数 。

ReentrantReadWriteLock(读写锁)

      读写锁ReentrantReadWriteLock，其核心就是实现读写分离的锁。在高并发访问下，尤其是读多写少的情况下，性能要远高于重入锁。

      之前学synchronized、ReentrantLock时，我们知道，同一时间内，只能有一个线程进行访问被镇定的代码，那么读写锁则不同，其本质是分成两个锁，即读锁、写锁。在读锁下，多个线程可以并发的进行访问，但是在写锁的时候，只能一个一个的顺序访问。

口诀：读读共享，写写互斥，读写互斥。
案例：

public class UseReentrantReadWriteLock {

    private ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();
    private ReadLock readLock = rwLock.readLock();
    private WriteLock writeLock = rwLock.writeLock();

    public void read(){
        try {
            readLock.lock();
            System.out.println("当前线程:" + Thread.currentThread().getName() + "进入...");
            Thread.sleep(3000);
            System.out.println("当前线程:" + Thread.currentThread().getName() + "退出...");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            readLock.unlock();
        }
    }

    public void write(){
        try {
            writeLock.lock();
            System.out.println("当前线程:" + Thread.currentThread().getName() + "进入...");
            Thread.sleep(3000);
            System.out.println("当前线程:" + Thread.currentThread().getName() + "退出...");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            writeLock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        final UseReentrantReadWriteLock urrw = new UseReentrantReadWriteLock();

        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                urrw.read();
            }
        }, "t1");
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                urrw.read();
            }
        }, "t2");
        Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                urrw.write();
            }
        }, "t3");
        Thread t4 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                urrw.write();
            }
        }, "t4");       

        //读读共享
        t1.start();
        t2.start();

        //读写互斥
//      t1.start(); // R
//      t3.start(); // W

        //写写互斥
//      t3.start();
//      t4.start();


    }
}

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打印结果

当启动 t1 , t2 时 打印结果为：

当前线程:t2进入...
当前线程:t1进入...
当前线程:t2退出...
当前线程:t1退出...

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如果你注意观看打印结果，发现t1 , t2同时打印，这也是是我们口诀中的“读读共享”。

当启动 t1 , t3 时 打印结果为：

当前线程:t1进入...
当前线程:t1退出...
当前线程:t3进入...
当前线程:t3退出...

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如果你注意观看打印结果，发现t1线程执行完后，t3线程才开始执行，这也是是我们口诀中的“读写互斥”。

当启动 t3 , t4 时 打印结果为：

当前线程:t3进入...
当前线程:t3退出...
当前线程:t4进入...
当前线程:t4退出...

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如果你注意观看打印结果，发现t3线程执行完后，t4线程才开始执行，这也是是我们口诀中的“写写互斥”。

ReentrantReadWriteLock(读写锁)口诀：读读共享，写写互斥，读写互斥。

源代码：https://github.com/hfbin/Thread_Socket/tree/master/Thread/lock020
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作者：小彬彬~
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/qq_33524158/article/details/78583003
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