ReentrantLock 用法详解
2018-08-06 15:48:31 最后更新: 2018-08-06 15:51:18 访问数量：2200
概述
此前的日志中我们介绍了 synchronized 锁的使用及实现原理：
文中，我们看到，jdk1.6 对 synchronized 锁进行了一系列的优化，使得我们再也不用为 synchronized 锁的性能担忧，在此之前，synchronized 锁因为其性能问题是很少被使用的，那时，最常用的锁结构就是今天我们要介绍的 ReentrantLock 锁
虽然时至今日，优化后的 synchronized 锁的性能已经与 ReentrantLock 接近，但 ReentrantLock 仍然具备着 synchronized 所不具备的很多优势：
- 吞吐量更高、执行效率更高
- 支持公平锁、非公平锁两种模式
- 更加灵活精准的等待与唤醒
- 可中断锁、轮询锁
- 可伸缩性强
- 支持条件变量
因此，在高度竞争的并发环境下，以及较为复杂的使用场景中，ReentrantLock 都是 synchronized 的有力替代品
本篇日志中，我们就来介绍一下 ReentrantLock 的用法，下一篇日志中，我们详细的剖开源码解析 ReentrantLock 的实现原理
ReentrantLock 的基本使用 -- 加锁和解锁
ReentrantLock 类提供了最基本的加锁和解锁方法：
public void lock();
public void unlock();
我们通过最基本的加锁方法实现上一篇日志中提到的自增方法锁
class Counter {
private static int counter = 0;
private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public static int getCounter() {
return counter;
}
public static void increase() {
try {
lock.lock();
counter++;
} finally {
lock.unlock();
}
}
private Counter() {};
}
这个方法保证了线程安全，他和 synchronized 关键字实现了相同的效果：
class Counter {
private static int counter = 0;
public static int getCounter() {
return counter;
}
public synchronized static void increase() {
counter++;
}
private Counter() {};
}
显然，synchronized 关键字的实现更为简洁和清晰，同时，如果 ReentrantLock 忘记调用 unlock 方法将会造成死锁，这是必须要注意的一点
因此，如果仅仅是想要进行上面代码中这样的加锁和解锁，synchronized 还是最好的选择
公平模式与非公平模式
使用 synchronized 锁是不保证等待的线程获取到锁的顺序的，这就是非公平锁，除了默认的非公平锁构造方法外，ReentrantLock 还提供了一个带有 boolean 参数的构造方法：
public ReentrantLock(boolean fair);
如果传入参数为 true，则会创建公平锁，所谓的公平锁，就是保证了先进入等待的线程一定先获取到锁
可以通过 isFair 方法查询 ReentrantLock 对象是否是公平锁：
public final boolean isFair();
非阻塞式锁、时间限制锁与可中断锁
ReentrantLock 提供了 tryLock 方法与 lockInterruptibly 方法用来实现非阻塞式锁、时间限制锁与可中断锁
public boolean tryLock() // 尝试获取锁，立即返回获取结果
public boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) // 尝试获取锁，最多等待 timeout 时长
public void lockInterruptibly() // 可中断锁，调用线程 interrupt 方法，则锁方法抛出 InterruptedException
以上三种锁方式，synchronized 都是无法实现的，正如我们上一篇日志中所提到，interrupt 方法是不会中止正在等待获取 synchronized 锁的线程的
Condition 与线程等待
Object 类提供了只能在 synchronized 代码块中使用的 wait、notify、notifyAll，ReentrantLock 也拥有类似但更为强大的等待和唤醒机制，这就是通过 Condition 对象唤醒的
Condition
通过 newCondition 方法，可以创建出 Condition 对象
public Condition newCondition();
Condition 接口提供了如下的方法：
void await(); // 可被中断的等待
boolean await(long time, TimeUnit unit); // 最多等待 time 时长的可中断等待
long awaitNanos(long nanosTimeout); // 最多等待 nanosTimeout 毫秒的可中断等待
boolean awaitUntil(Date deadline); // 等待直到指定时间的可中断等待
void awaitUninterruptibly(); // 不可中断的等待
void signal(); // 唤醒一个线程
void signalAll(); // 唤醒所有等待中的线程
上面的五个等待方法中，除了 awaitUninterruptibly 方法，其他四个都可以被 interrupt 方法中断，而 signal 和 signalAll 方法可以中断上述所有等待方法
但是，signal 和 signalAll 方法只能唤醒通过当前 Condition 对象调用过等待方法的线程
基于上述特性，我们可以精准的控制让某个指定的线程被唤醒，而 Object 的 notify、notifyAll 方法的唤醒则是随机的，同一个 ReentrantLock 每次调用 newCondition 方法都将获得不同的 Condition 对象
强大而丰富的查询接口
除了上述强大的加锁与等待、唤醒接口外，ReentrantLock 还提供了丰富而强大的查询接口，让你了解到锁相关的各种情况：
int getHoldCount(); // 获取当前线程持有该锁的次数
boolean isHeldByCurrentThread(); // 判断当前线程是否持有该锁
boolean isLocked(); // 获取锁状态是否为加锁状态
boolean isFair(); // 当前锁是否是公平锁
Thread getOwner(); // 获取持有锁的线程
boolean hasQueuedThreads(); // 判断当前锁是否有线程在等待
boolean hasQueuedThread(Thread thread); // 判断指定线程是否在等待该锁
int getQueueLength(); // 获取正在等待该锁的线程数量
boolean hasWaiters(Condition condition); // 判断是否有线程等待在该 Condition 对象上
int getWaitQueueLength(Condition condition); // 获取等待在该 Condition 对象的线程数
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