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本章，我們介紹鎖的架構；后面的章節將會對它們逐個進行分析介紹。目錄如下：

• 01.?Java多線程系列--“JUC鎖”01之 框架
• 02.?Java多線程系列--“JUC鎖”02之 互斥鎖ReentrantLock
• 06.?Java多線程系列--“JUC鎖”03之 Condition條件
• 07.?Java多線程系列--“JUC鎖”04之 LockSupport
• 03.?Java多線程系列--“JUC鎖”05之 公平鎖(上)?
• 04.?Java多線程系列--“JUC鎖”06之 公平鎖(下)?
• 05.?Java多線程系列--“JUC鎖”07之 非公平鎖?

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• 08.?Java多線程系列--“JUC鎖”08之 共享鎖和ReentrantReadWriteLock （待更新）
• 09.?Java多線程系列--“JUC鎖”09之 CountDownLatch原理和示例（待更新）
• 10.?Java多線程系列--“JUC鎖”10之 CyclicBarrier原理和示例（待更新）
• 11.?Java多線程系列--“JUC鎖”11之 Semaphore信號量的原理和示例（待更新）

根據鎖的添加到Java中的時間，Java中的鎖，可以分為"同步鎖"和"JUC包中的鎖"。

同步鎖

　　即通過synchronized關鍵字來進行同步，實現對競爭資源的互斥訪問的鎖。Java 1.0版本中就已經支持同步鎖了。

　　同步鎖的原理是，對于每一個對象，有且僅有一個同步鎖；不同的線程能共同訪問該同步鎖。但是，在同一個時間點，該同步鎖能且只能被一個線程獲取到。這樣，獲取到同步鎖的線程就能進行CPU調度，從而在CPU上執行；而沒有獲取到同步鎖的線程，必須進行等待，直到獲取到同步鎖之后才能繼續運行。這就是，多線程通過同步鎖進行同步的原理！

JUC包中的鎖?

　　相比同步鎖，JUC包中的鎖的功能更加強大，它為鎖提供了一個框架，該框架允許更靈活地使用鎖，只是它的用法更難罷了。

　　JUC包中的鎖，包括：Lock接口，ReadWriteLock接口，LockSupport阻塞原語，Condition條件，AbstractOwnableSynchronizer/AbstractQueuedSynchronizer/AbstractQueuedLongSynchronizer三個抽象類，ReentrantLock獨占鎖，ReentrantReadWriteLock讀寫鎖。由于CountDownLatch，CyclicBarrier和Semaphore也是通過AQS來實現的；因此，我也將它們歸納到鎖的框架中進行介紹。

　　先看看鎖的框架圖，如下所示。

01. Lock接口

　　JUC包中的 Lock 接口支持那些語義不同(重入、公平等)的鎖規則。所謂語義不同，是指鎖可是有"公平機制的鎖"、"非公平機制的鎖"、"可重入的鎖"等等。"公平機制"是指"不同線程獲取鎖的機制是公平的"，而"非公平機制"則是指"不同線程獲取鎖的機制是非公平的"，"可重入的鎖"是指同一個鎖能夠被一個線程多次獲取。

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02. ReadWriteLock

　　ReadWriteLock 接口以和Lock類似的方式定義了一些讀取者可以共享而寫入者獨占的鎖。JUC包只有一個類實現了該接口，即 ReentrantReadWriteLock，因為它適用于大部分的標準用法上下文。但程序員可以創建自己的、適用于非標準要求的實現。

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03. AbstractOwnableSynchronizer/AbstractQueuedSynchronizer/AbstractQueuedLongSynchronizer
　　AbstractQueuedSynchronizer就是被稱之為AQS的類，它是一個非常有用的超類，可用來定義鎖以及依賴于排隊阻塞線程的其他同步器；ReentrantLock，ReentrantReadWriteLock，CountDownLatch，CyclicBarrier和Semaphore等這些類都是基于AQS類實現的。AbstractQueuedLongSynchronizer 類提供相同的功能但擴展了對同步狀態的 64 位的支持。兩者都擴展了類 AbstractOwnableSynchronizer（一個幫助記錄當前保持獨占同步的線程的簡單類）。

04. LockSupport
　　LockSupport提供“創建鎖”和“其他同步類的基本線程阻塞原語”。?
　　LockSupport的功能和"Thread中的Thread.suspend()和Thread.resume()有點類似"，LockSupport中的park() 和 unpark() 的作用分別是阻塞線程和解除阻塞線程。但是park()和unpark()不會遇到“Thread.suspend 和 Thread.resume所可能引發的死鎖”問題。

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05. Condition
　　Condition需要和Lock聯合使用，它的作用是代替Object監視器方法，可以通過await(),signal()來休眠/喚醒線程。
Condition 接口描述了可能會與鎖有關聯的條件變量。這些變量在用法上與使用 Object.wait 訪問的隱式監視器類似，但提供了更強大的功能。需要特別指出的是，單個 Lock 可能與多個 Condition 對象關聯。為了避免兼容性問題，Condition 方法的名稱與對應的 Object 版本中的不同。

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　　06. ReentrantLock
　　ReentrantLock是獨占鎖。所謂獨占鎖，是指只能被獨自占領，即同一個時間點只能被一個線程鎖獲取到的鎖。ReentrantLock鎖包括"公平的ReentrantLock"和"非公平的ReentrantLock"。"公平的ReentrantLock"是指"不同線程獲取鎖的機制是公平的"，而"非公平的　　ReentrantLock"則是指"不同線程獲取鎖的機制是非公平的"，ReentrantLock是"可重入的鎖"。
　　ReentrantLock的UML類圖如下：

　　(01) ReentrantLock實現了Lock接口。
　　(02) ReentrantLock中有一個成員變量sync，sync是Sync類型；Sync是一個抽象類，而且它繼承于AQS。
　　(03) ReentrantLock中有"公平鎖類"FairSync和"非公平鎖類"NonfairSync，它們都是Sync的子類。ReentrantLock中sync對象，是FairSync與NonfairSync中的一種，這也意味著ReentrantLock是"公平鎖"或"非公平鎖"中的一種，ReentrantLock默認是非公平鎖。

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07. ReentrantReadWriteLock
　　ReentrantReadWriteLock是讀寫鎖接口ReadWriteLock的實現類，它包括子類ReadLock和WriteLock。ReentrantLock是一種獨占鎖，而WriteLock是共享鎖。
　　ReentrantReadWriteLock的UML類圖如下：

　　(01) ReentrantReadWriteLock實現了ReadWriteLock接口。
　　(02) ReentrantReadWriteLock中包含sync對象，讀鎖readerLock和寫鎖writerLock。讀鎖ReadLock和寫鎖WriteLock都實現了Lock接口。
　　(03) 和"ReentrantLock"一樣，sync是Sync類型；而且，Sync也是一個繼承于AQS的抽象類。Sync也包括"公平鎖"FairSync和"非公平鎖"NonfairSync。

08. CountDownLatch
　　CountDownLatch是一個同步輔助類，在完成一組正在其他線程中執行的操作之前，它允許一個或多個線程一直等待。?
　　CountDownLatch的UML類圖如下：

　　CountDownLatch包含了sync對象，sync是Sync類型。CountDownLatch的Sync是實例類，它繼承于AQS。

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09. CyclicBarrier
　　CyclicBarrier是一個同步輔助類，允許一組線程互相等待，直到到達某個公共屏障點 (common barrier point)。因為該 barrier 在釋放等待線程后可以重用，所以稱它為循環 的 barrier。
　　CyclicBarrier的UML類圖如下：

　　CyclicBarrier是包含了"ReentrantLock對象lock"和"Condition對象trip"，它是通過獨占鎖實現的。
　　CyclicBarrier和CountDownLatch的區別是：
　　(01) CountDownLatch的作用是允許1或N個線程等待其他線程完成執行；而CyclicBarrier則是允許N個線程相互等待。
　　(02) CountDownLatch的計數器無法被重置；CyclicBarrier的計數器可以被重置后使用，因此它被稱為是循環的barrier。

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10. Semaphore
　　Semaphore是一個計數信號量，它的本質是一個"共享鎖"。
　　信號量維護了一個信號量許可集。線程可以通過調用acquire()來獲取信號量的許可；當信號量中有可用的許可時，線程能獲取該許可；否則線程必須等待，直到有可用的許可為止。 線程可以通過release()來釋放它所持有的信號量許可。
　　Semaphore的UML類圖如下：

　　和"ReentrantLock"一樣，Semaphore包含了sync對象，sync是Sync類型；而且，Sync也是一個繼承于AQS的抽象類。Sync也包括"公平信號量"FairSync和"非公平信號量"NonfairSync。

轉載于:https://www.cnblogs.com/Hermioner/p/9905470.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java多线程系列---“JUC锁”01之 框架的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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