再造管程的理由

synchronized導致死鎖問題，提出了一個破壞不可搶占條件方案，但是這個方案 synchronized 沒有辦法解決。原因是 synchronized 申請資源的時候，如果申請不到，線程直接進入阻塞狀態了，而線程進入阻塞狀態，啥都干不了，也釋放不了線程已經占有的資源。但我們希望的是：

對于“不可搶占”這個條件，占用部分資源的線程進一步申請其他資源時，如果申請不到，可以主動釋放它占有的資源，這樣不可搶占這個條件就破壞掉了。

如果我們重新設計一把互斥鎖去解決這個問題，那該怎么設計呢？我覺得有三種方案。

1、能夠響應中斷。synchronized 的問題是，持有鎖 A 后，如果嘗試獲取鎖 B 失敗，那么線程就進入阻塞狀態，一旦發生死鎖，就沒有任何機會來喚醒阻塞的線程。但如果阻塞狀態的線程能夠響應中斷信號，也就是說當我們給阻塞的線程發送中斷信號的時候，能夠喚醒它，那它就有機會釋放曾經持有的鎖 A。這樣就破壞了不可搶占條件了。
2、支持超時。如果線程在一段時間之內沒有獲取到鎖，不是進入阻塞狀態，而是返回一個錯誤，那這個線程也有機會釋放曾經持有的鎖。這樣也能破壞不可搶占條件。
3、非阻塞地獲取鎖。如果嘗試獲取鎖失敗，并不進入阻塞狀態，而是直接返回，那這個線程也有機會釋放曾經持有的鎖。這樣也能破壞不可搶占條件。
這三種方案可以全面彌補 synchronized 的問題。到這里相信你應該也能理解了，這三個方案就是“重復造輪子”的主要原因，體現在 API 上，就是 Lock 接口的三個方法。詳情如下：

// 支持中斷的 API void lockInterruptibly() throws InterruptedException; // 支持超時的 API boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException; // 支持非阻塞獲取鎖的 API boolean tryLock();

如何保證可見性

class X {private final Lock rtl = new ReentrantLock();int value;public void addOne() {// 獲取鎖rtl.lock(); try {value+=1;} finally {// 保證鎖能釋放rtl.unlock();}} }

ReentrantLock，內部持有一個 volatile 的成員變量 state，獲取鎖的時候，會讀寫 state 的值；解鎖的時候，也會讀寫 state 的值（簡化后的代碼如下面所示）。也就是說，在執行 value+=1 之前，程序先讀寫了一次 volatile 變量 state，在執行 value+=1 之后，又讀寫了一次 volatile 變量 state。根據相關的 Happens-Before 規則：
1、順序性規則：對于線程 T1，value+=1 Happens-Before 釋放鎖的操作 unlock()；
2、volatile 變量規則：由于 state = 1 會先讀取 state，所以線程 T1 的 unlock() 操作 Happens-Before 線程 T2 的 lock() 操作；
3、傳遞性規則：線程 T1 的 value+=1 Happens-Before 線程 T2 的 lock() 操作。

class SampleLock {volatile int state;// 加鎖lock() {// 省略代碼無數state = 1;}// 解鎖unlock() {// 省略代碼無數state = 0;} }

什么是可重入鎖

所謂可重入鎖，顧名思義，指的是線程可以重復獲取同一把鎖

除了可重入鎖，可能你還聽說過可重入函數，可重入函數怎么理解呢？指的是線程可以重復調用？顯然不是，所謂可重入函數，指的是多個線程可以同時調用該函數，每個線程都能得到正確結果；同時在一個線程內支持線程切換，無論被切換多少次，結果都是正確的。多線程可以同時執行，還支持線程切換，這意味著什么呢？線程安全啊。所以，可重入函數是線程安全的。

class X {private final Lock rtl = new ReentrantLock();int value;public int get() {// 獲取鎖rtl.lock(); try {return value;} finally {// 保證鎖能釋放rtl.unlock();}}public void addOne() {// 獲取鎖rtl.lock(); try {value = 1 + get(); } finally {// 保證鎖能釋放rtl.unlock();}} }

公平鎖與非公平鎖

在使用 ReentrantLock 的時候，你會發現 ReentrantLock 這個類有兩個構造函數，一個是無參構造函數，一個是傳入 fair 參數的構造函數。fair 參數代表的是鎖的公平策略，如果傳入 true 就表示需要構造一個公平鎖，反之則表示要構造一個非公平鎖

// 無參構造函數：默認非公平鎖 public ReentrantLock() {sync = new NonfairSync(); } // 根據公平策略參數創建鎖 public ReentrantLock(boolean fair){sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync(); }

鎖都對應著一個等待隊列，如果一個線程沒有獲得鎖，就會進入等待隊列，當有線程釋放鎖的時候，就需要從等待隊列中喚醒一個等待的線程。如果是公平鎖，喚醒的策略就是誰等待的時間長，就喚醒誰，很公平；如果是非公平鎖，則不提供這個公平保證，有可能等待時間短的線程反而先被喚醒。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java并发编程实战~Lock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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