什么是可重入鎖?

相信大家對(duì)Java ReentrantLock使用都有了一定的了解，ReentrantLock 類(lèi)實(shí)現(xiàn)了 Lock 接口，并在訪(fǎng)問(wèn)共享資源時(shí)為方法提供同步。操作共享資源的代碼被鎖定和解鎖方法的調(diào)用包圍。這為當(dāng)前工作線(xiàn)程提供了一個(gè)鎖定，并阻止了所有其他試圖鎖定共享資源的線(xiàn)程。

顧名思義，ReentrantLock 允許線(xiàn)程多次進(jìn)入資源鎖。當(dāng)線(xiàn)程第一次進(jìn)入鎖時(shí)，保持計(jì)數(shù)設(shè)置為 1。在解鎖之前，線(xiàn)程可以重新進(jìn)入鎖，每次保持計(jì)數(shù)加一。對(duì)于每個(gè)解鎖請(qǐng)求，保持計(jì)數(shù)減 1，當(dāng)保持計(jì)數(shù)為 0 時(shí)，資源被解鎖。

可重入鎖還提供了一個(gè)公平參數(shù)，通過(guò)該參數(shù)，鎖將遵循鎖請(qǐng)求的順序，即在線(xiàn)程解鎖資源后，鎖將轉(zhuǎn)到等待時(shí)間最長(zhǎng)的線(xiàn)程。這種公平模式是通過(guò)將 true 傳遞給鎖的構(gòu)造函數(shù)來(lái)設(shè)置的。

這些鎖的使用方式如下：

public void some_method()
{
		reentrantlock.lock();
		try
		{
			//Do some work
		}
		catch(Exception e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
		finally
		{
			reentrantlock.unlock();
		}		
}

總是在 finally 塊中調(diào)用解鎖語(yǔ)句，以確保即使在方法體(try 塊)中拋出異常也能釋放鎖。

ReentrantLock() 方法

lock()：調(diào)用 lock() 方法將保持計(jì)數(shù)加 1，如果共享資源最初是空閑的，則將鎖分配給線(xiàn)程。

unlock()：調(diào)用unlock()方法將持有計(jì)數(shù)減1。當(dāng)這個(gè)計(jì)數(shù)達(dá)到零時(shí)，資源被釋放。

tryLock()：如果資源未被任何其他線(xiàn)程持有，則調(diào)用 tryLock() 返回 true，并且持有計(jì)數(shù)加 1。如果資源不是空閑的，則該方法返回 false，線(xiàn)程不會(huì)被阻塞，而是退出。

tryLock(long timeout, TimeUnit unit)：根據(jù)方法，線(xiàn)程在退出前等待方法參數(shù)定義的一定時(shí)間段來(lái)獲取資源的鎖。

lockInterruptibly()：如果資源空閑，則此方法獲取鎖，同時(shí)允許線(xiàn)程在獲取資源時(shí)被其他線(xiàn)程中斷。意思是如果當(dāng)前線(xiàn)程正在等待鎖，但是其他線(xiàn)程請(qǐng)求鎖，那么當(dāng)前線(xiàn)程將被中斷并立即返回而不獲取鎖。

getHoldCount()：此方法返回資源上持有的鎖的數(shù)量。

isHeldByCurrentThread()：如果當(dāng)前線(xiàn)程持有資源的鎖，則此方法返回 true。

ReentrantLock() 示例

在下面的教程中，我們將看一個(gè)可重入鎖的基本示例。

應(yīng)遵循的步驟

1.創(chuàng)建ReentrantLock的對(duì)象

2.創(chuàng)建一個(gè)worker(Runnable Object)來(lái)執(zhí)行并將鎖傳遞給對(duì)象

3.使用lock()方法獲取共享資源的鎖

4.工作完成后調(diào)用unlock()方法釋放鎖

下面是問(wèn)題陳述的實(shí)現(xiàn)：

// Java code to illustrate Reentrant Locks
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
class worker implements Runnable
{
String name;
ReentrantLock re;
public worker(ReentrantLock rl, String n)
{
	re = rl;
	name = n;
}
public void run()
{
	boolean done = false;
	while (!done)
	{
	//Getting Outer Lock
	boolean ans = re.tryLock();
	// Returns True if lock is free
	if(ans)
	{
		try
		{
		Date d = new Date();
		SimpleDateFormat ft = new SimpleDateFormat("hh:mm:ss");
		System.out.println("task name - "+ name
					+ " outer lock acquired at "
					+ ft.format(d)
					+ " Doing outer work");
		Thread.sleep(1500);
		// Getting Inner Lock
		re.lock();
		try
		{
			d = new Date();
			ft = new SimpleDateFormat("hh:mm:ss");
			System.out.println("task name - "+ name
					+ " inner lock acquired at "
					+ ft.format(d)
					+ " Doing inner work");
			System.out.println("Lock Hold Count - "+ re.getHoldCount());
			Thread.sleep(1500);
		}
		catch(InterruptedException e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
		finally
		{
			//Inner lock release
			System.out.println("task name - " + name +
					" releasing inner lock");
			re.unlock();
		}
		System.out.println("Lock Hold Count - " + re.getHoldCount());
		System.out.println("task name - " + name + " work done");
		done = true;
		}
		catch(InterruptedException e)
		{
		e.printStackTrace();
		}
		finally
		{
		//Outer lock release
		System.out.println("task name - " + name +
					" releasing outer lock");
		re.unlock();
		System.out.println("Lock Hold Count - " +
					re.getHoldCount());
		}
	}
	else
	{
		System.out.println("task name - " + name +
					" waiting for lock");
		try
		{
		Thread.sleep(1000);
		}
		catch(InterruptedException e)
		{
		e.printStackTrace();
		}
	}
	}
}
}
public class test
{
static final int MAX_T = 2;
public static void main(String[] args)
{
	ReentrantLock rel = new ReentrantLock();
	ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(MAX_T);
	Runnable w1 = new worker(rel, "Job1");
	Runnable w2 = new worker(rel, "Job2");
	Runnable w3 = new worker(rel, "Job3");
	Runnable w4 = new worker(rel, "Job4");
	pool.execute(w1);
	pool.execute(w2);
	pool.execute(w3);
	pool.execute(w4);
	pool.shutdown();
}
}

樣品執(zhí)行

輸出：
任務(wù)名稱(chēng) - Job2 等待鎖定
任務(wù)名稱(chēng) - Job1 外部鎖在 09:49:42 獲取
任務(wù)名稱(chēng) - Job2 等待鎖定
任務(wù)名稱(chēng) - Job1 內(nèi)部鎖在 09:49:44 獲得
鎖定保持計(jì)數(shù) - 2
任務(wù)名稱(chēng) - Job2 等待鎖定
任務(wù)名稱(chēng) - Job2 等待鎖定
任務(wù)名稱(chēng) - Job1 釋放內(nèi)部鎖
鎖定保持計(jì)數(shù) - 1
任務(wù)名稱(chēng) - Job1 完成的工作
任務(wù)名稱(chēng) - Job1 釋放外部鎖
鎖定保持計(jì)數(shù) - 0
任務(wù)名稱(chēng) - Job3 外部鎖在 09:49:45 獲取
任務(wù)名稱(chēng) - Job2 等待鎖定
任務(wù)名稱(chēng) - 在 09:49:47 獲得的 Job3 內(nèi)部鎖正在做內(nèi)部工作
鎖定保持計(jì)數(shù) - 2
任務(wù)名稱(chēng) - Job2 等待鎖定
任務(wù)名稱(chēng) - Job2 等待鎖定
任務(wù)名稱(chēng) - Job3 釋放內(nèi)部鎖
鎖定保持計(jì)數(shù) - 1
任務(wù)名稱(chēng) - Job3 完成的工作
任務(wù)名稱(chēng) - Job3 釋放外鎖
鎖定保持計(jì)數(shù) - 0
任務(wù)名稱(chēng) - Job4 外部鎖在 09:49:48 獲取
任務(wù)名稱(chēng) - Job2 等待鎖定
任務(wù)名稱(chēng) - Job4 內(nèi)部鎖在 09:49:50 獲取
鎖定保持計(jì)數(shù) - 2
任務(wù)名稱(chēng) - Job2 等待鎖定
任務(wù)名稱(chēng) - Job2 等待鎖定
任務(wù)名稱(chēng) - Job4 釋放內(nèi)部鎖
鎖定保持計(jì)數(shù) - 1
任務(wù)名稱(chēng) - Job4 完成的工作
任務(wù)名稱(chēng) - Job4 釋放外鎖
鎖定保持計(jì)數(shù) - 0
任務(wù)名稱(chēng) - Job2 外部鎖在 09:49:52 獲取
任務(wù)名稱(chēng) - Job2 內(nèi)部鎖在 09:49:53 獲取
鎖定保持計(jì)數(shù) - 2
任務(wù)名稱(chēng) - Job2 釋放內(nèi)部鎖
鎖定保持計(jì)數(shù) - 1
任務(wù)名稱(chēng) - Job2 完成的工作
任務(wù)名稱(chēng) - Job2 釋放外部鎖
鎖定保持計(jì)數(shù) - 0

要點(diǎn)

1.人們可能會(huì)忘記在 finally 塊中調(diào)用 unlock() 方法，從而導(dǎo)致程序出現(xiàn)錯(cuò)誤。確保在線(xiàn)程退出之前釋放鎖。

2.用于構(gòu)造鎖對(duì)象的公平參數(shù)會(huì)降低程序的吞吐量。

ReentrantLock 是同步的更好替代品，它提供了許多 synchronized 沒(méi)有提供的功能。然而，這些明顯好處的存在并不足以成為總是喜歡 ReentrantLock 進(jìn)行同步的充分理由。相反，根據(jù)您是否需要 ReentrantLock 提供的靈活性來(lái)做出決定。

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