ReentrantLock

ReentrantLock是一种基于AQS框架的应用实现，是JDK中的一种线程并发访问的同步手段，它的功能类似于synchronized是一种互斥锁，可以保证线程安全。

相对于 synchronized， ReentrantLock具备如下特点：
1、可中断
2、可以设置超时时间
3、可以设置为公平锁
4、支持多个条件变量
5、与 synchronized 一样，都支持可重入

synchronized和ReentrantLock的区别：
1、synchronized是JVM层次的锁实现，ReentrantLock是JDK层次的锁实现；
2、synchronized的锁状态是无法在代码中直接判断的，但是ReentrantLock可以通过ReentrantLock#isLocked判断；
3、synchronized是非公平锁，ReentrantLock是可以是公平也可以是非        公平的；
4、synchronized是不可以被中断的，ReentrantLock#lockInterruptibly方法是可以被中断的；在发生异常时synchronized会自动释放锁，而5、5、ReentrantLock需要开发者在finally块中显示释放锁；
6、ReentrantLock获取锁的形式有多种：如立即返回是否成功的tryLock(),以及等待指定时长的获取，更加灵活；
7、synchronized在特定的情况下对于已经在等待的线程是后来的线程先获得锁（回顾一下sychronized的唤醒策略），而ReentrantLock对于已经在等待的线程是先来的线程先获得锁；

ReentrantLock公平锁和非公平锁的性能谁更高？

非公平锁

ReentrantLock的使用

1、lock()
2、lockInterruptibly()
3、tryLock()
4、unlock()

Condition类来实现线程之间的协调。调用Condition.await() 方法使线程等待，其他线程调用Condition.signal() 或Condition.signalAll() 方法唤醒等待的线程。
注意：调用Condition的await()和signal()方法，都必须在lock保护之内。

lock加锁源码（查看笔记）

unlock解锁源码（查看笔记）

源码流程解析：

 

Condition接口详解

 

调用Condition#await方法会释放当前持有的锁，然后阻塞当前线程，同时向Condition队列尾部添加一个节点，所以调用Condition#await方法的时候必须持有锁。

调用Condition#signal方法会将Condition队列的首节点移动到阻塞队列尾部，然后唤醒因调用Condition#await方法而阻塞的线程(唤醒之后这个线程就可以去竞争锁了)，所以调用Condition#signal方法的时
候必须持有锁，持有锁的线程唤醒被因调用Condition#await方法而阻塞的线程。

等待唤醒机制之await/signal测试
@Slf4j
public class ConditionTest {

    public static void main(String[] args) {

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

        new Thread(() -> {
            lock.lock();
            try {
                log.debug(Thread.currentThread().getName() + " 开始处理任务");
                condition.await();
                log.debug(Thread.currentThread().getName() + " 结束处理任务");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }).start();

        new Thread(() -> {
            lock.lock();
            try {
                log.debug(Thread.currentThread().getName() + " 开始处理任务");

                Thread.sleep(2000);
                condition.signal();
                log.debug(Thread.currentThread().getName() + " 结束处理任务");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }).start();
    }

ReentrantLock的使用

同步执行，类似于synchronized
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); //参数默认false，不公平锁  
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); //公平锁  

//加锁    
lock.lock(); 
try {  
    //临界区 
} finally { 
    // 解锁 
    lock.unlock();  
测试
public class ReentrantLockDemo {

    private static  int sum = 0;
    private static Lock lock = new ReentrantLock();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            Thread thread = new Thread(()->{
                //加锁
                lock.lock();
                try {
                    for (int j = 0; j < 10000; j++) {
                        sum++;
                    }
                } finally {
                    // 解锁
                    lock.unlock();
                }
            });
            thread.start();
        }
        Thread.sleep(2000);
        System.out.println(sum);
    }

可重入
@Slf4j
public class ReentrantLockDemo2 {

    public static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public static void main(String[] args) {
        method1();
    }


    public static void method1() {
        lock.lock();
        try {
            log.debug("execute method1");
            method2();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public static void method2() {
        lock.lock();
        try {
            log.debug("execute method2");
            method3();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public static void method3() {
        lock.lock();
        try {
            log.debug("execute method3");
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

可中断 
@Slf4j
public class ReentrantLockDemo3 {

    public static void main(String[] args) {
        ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

        Thread t1 = new Thread(() -> {

            log.debug("t1启动...");

            try {
                lock.lockInterruptibly();
                try {
                    log.debug("t1获得了锁");
                } finally {
                    lock.unlock();
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
                log.debug("t1等锁的过程中被中断");
            }

        }, "t1");

        lock.lock();
        try {
            log.debug("main线程获得了锁");
            t1.start();
            //先让线程t1执行
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            t1.interrupt();
            log.debug("线程t1执行中断");
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

锁超时
立即失败
@Slf4j
public class ReentrantLockDemo4 {

    public static void main(String[] args) {
        ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

        Thread t1 = new Thread(() -> {

            log.debug("t1启动...");
            // 注意： 即使是设置的公平锁，此方法也会立即返回获取锁成功或失败，公平策略不生效
            if (!lock.tryLock()) {
                log.debug("t1获取锁失败，立即返回false");
                return;
            }
            try {
                log.debug("t1获得了锁");
            } finally {
                lock.unlock();
            }

        }, "t1");


        lock.lock();
        try {
            log.debug("main线程获得了锁");
            t1.start();
            //先让线程t1执行
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }

超时失败
@Slf4j
public class ReentrantLockDemo4 {

    public static void main(String[] args) {
        ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            log.debug("t1启动...");
            //超时
            try {
                if (!lock.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS)) {
                    log.debug("等待 1s 后获取锁失败，返回");
                    return;
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
                return;
            }
            try {
                log.debug("t1获得了锁");
            } finally {
                lock.unlock();
            }

        }, "t1");


        lock.lock();
        try {
            log.debug("main线程获得了锁");
            t1.start();
            //先让线程t1执行
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }


公平锁
ReentrantLock 默认是不公平的
@Slf4j
public class ReentrantLockDemo5 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); //公平锁 

        for (int i = 0; i < 500; i++) {
            new Thread(() -> {
                lock.lock();
                try {
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    log.debug(Thread.currentThread().getName() + " running...");
                } finally {
                    lock.unlock();
                }
            }, "t" + i).start();
        }
        // 1s 之后去争抢锁
        Thread.sleep(1000);

        for (int i = 0; i < 500; i++) {
            new Thread(() -> {
                lock.lock();
                try {
                    log.debug(Thread.currentThread().getName() + " running...");
                } finally {
                    lock.unlock();
                }
            }, "强行插入" + i).start();
        }
    }
思考：ReentrantLock公平锁和非公平锁的性能谁更高？

条件变量
     java.util.concurrent类库中提供Condition类来实现线程之间的协调。调用Condition.await() 方法使线程等待，其他线程调用Condition.signal() 或 Condition.signalAll() 方法唤醒等待的线程。
注意：调用Condition的await()和signal()方法，都必须在lock保护之内。
@Slf4j
public class ReentrantLockDemo6 {
    private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private static Condition cigCon = lock.newCondition();
    private static Condition takeCon = lock.newCondition();

    private static boolean hashcig = false;
    private static boolean hastakeout = false;

    //送烟
    public void cigratee(){
        lock.lock();
        try {
            while(!hashcig){
                try {
                    log.debug("没有烟，歇一会");
                    cigCon.await();

                }catch (Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            log.debug("有烟了，干活");
        }finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    //送外卖
    public void takeout(){
        lock.lock();
        try {
            while(!hastakeout){
                try {
                    log.debug("没有饭，歇一会");
                    takeCon.await();

                }catch (Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            log.debug("有饭了，干活");
        }finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ReentrantLockDemo6 test = new ReentrantLockDemo6();
        new Thread(() ->{
            test.cigratee();
        }).start();

        new Thread(() -> {
            test.takeout();
        }).start();

        new Thread(() ->{
            lock.lock();
            try {
                hashcig = true;
                //唤醒送烟的等待线程
                cigCon.signal();
            }finally {
                lock.unlock();
            }


        },"t1").start();

        new Thread(() ->{
            lock.lock();
            try {
                hastakeout = true;
                //唤醒送饭的等待线程
                takeCon.signal();
            }finally {
                lock.unlock();
            }
        },"t2").start();
    }