Java并发编程知识点总结（十）——Java中的Lock概述-白红宇

Java并发编程知识点总结（十）——Java中的Lock概述

阅读量：773 次

发布时间：2019-03-24

本文共 1581 字，大约阅读时间需要 5 分钟。

Lock锁机制深入解析

一、Lock概述

在Java SE 5之后，Lock接口正式投入使用。通过以下简单示例可以直观理解其工作原理：

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
    // 业务逻辑
} finally {
    lock.unlock();
}

在SE 5之前，Java使用synchronized关键字实现锁机制，其特点是隐式加锁和解锁，而Lock接口则需要显式操作，加锁和解锁都需要程序员主动调用。此外，为了确保锁一定能解锁，lock.unlock()通常放在finally块中。

二、Lock接口

Lock接口提供了多种锁管理方法：

public interface Lock {
    void lock();          // 加锁
    void lockInterruptibly() throws InterruptedException;  // 可中断加锁
    boolean tryLock();   // 非阻塞加锁
    boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;  // 定时加锁
    void unlock();         // 解锁
    Condition newCondition();   // 创建条件wait
}

接口定义了基本的加锁、解锁和等待机制，但实现类如ReentrantLock需自行实现细节。

三、ReentrantLock详解

3.1 类名说明

public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable

表示ReentrantLock实现了Lock接口并支持序列化。

3.2 锁实现原理

ReentrantLock通过Sync类构建锁机制。构造函数支持公平锁和非公平锁选择：

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

FairSync和NonfairSync继承自Sync，其中Sync又继承自AbstractQueuedSynchronizer（AQS）。AQS类是 synchronizedQueue的衍生类，主要用于实现锁的公平或非公平机制。

3.3 Sync类机制

static final class FairSync extends Sync
static final class NonfairSync extends Sync

Sync中定义了关键同步操作，如enter和exit。通过分析\AbstractQueuedSynchronizer可以发现，其核心是维护一个同步队列，用于线程协调。

四、总体理解

锁与同步器的关系

Lock（如ReentrantLock）是面向使用者的抽象，Primary用于定义使用者的交互逻辑，内部基于AQS实现并发控制。

AQS的核心机制

AQS诸如提供了包括队列结构、挂起和唤醒操作等工具。具体实现通过组合多个AQS单元来完成更复杂的锁机制管理。

重要方法解析

enter()：尝试获取锁，挂起如果需要等待。

exit()：释放锁，唤醒等待线程。

ooInit()：初始化同步器。

通过深入理解ReentrantLock的实现，能够更好地掌握Java多线程中的锁机制，为高并发程序优化奠定基础。

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