ReentranLock（可重入锁）

一、ReentranLock

ReentranLock属于JUC并发工具包下的类，相当于 synchronized具备如下特点

● 可中断
● 可以设置超时时间
● 可以设置为公平锁（防止线程出现饥饿的情况）
● 支持多个条件变量

与 synchronized一样，都支持可重入

基本语法（synchronized在关键字级别保护临界区， reentrantLock是在对象的级别来保护临界区）

// 获取锁
reentrantLock.lock();
try {// 临界区
} finally {// 释放锁（无论是否出现异常，均会将锁释放）reentrantLock.unlock();
}

lock()与unlock()是成对出现的

1.1 可重入

可重入是指同一个线程对象如果首次获得这把锁，那么因为它是这把锁的拥有者，因此有权利再次获取这把锁
如果是不可重入锁，那么第二次获得锁时，自身也会被锁挡住

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;@Slf4j(topic = "c.Test")
public class Test {// 创建锁重入对象private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 加锁lock.lock();try {log.debug("enter  main");m1();} finally {// 解锁lock.unlock();}}public static void m1() {// 加锁lock.lock();try {log.debug("enter  m1");m2();} finally {// 解锁lock.unlock();}}public static void m2() {// 加锁lock.lock();try {log.debug("enter  m2");} finally {// 解锁lock.unlock();}}
}

运行结果：（锁重入成功）

1.2 可打断——lockInterruptibly

在等待锁的过程中其他线程可以用interruput（）方法终止等待

import cn.itcast.n2.util.Sleeper;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;@Slf4j(topic = "c.Test")
public class Test {// 创建锁重入对象private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();public static void main(String[] args)  {Thread t1=new Thread(()->{try {// 尝试获取锁，但可以被打断(如果没有别的线程竞争锁,此方法就会获取lock对象上的锁)/*若有竞争进入阻塞队列等待*/log.debug("尝试获得锁");lock.lockInterruptibly();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();log.debug("没有获取锁,返回");return;}try {log.debug("获取到锁");}finally {// 将锁释放掉lock.unlock();}},"t1");// 主线程先对其进行加锁后，t1线程才启动lock.lock();t1.start();// 主线程睡眠1s后打断t1Sleeper.sleep(1);t1.interrupt();}
}

运行结果：（成功打断t1线程）

1.3 锁超时

锁超时：在获取锁的过程中，如果其他线程持有锁一直未释放，去尝试获取锁的线程也不会死等，而是等待一段时间，若这段时间超过对方仍未释放锁，则放弃等待，获取锁失败

可打断属于一种被动的避免无限等待（死等）方式；而锁超时以主动的方式避免死等

1、无其他线程竞争锁：

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;@Slf4j(topic = "c.Test")
public class Test {// 创建锁重入对象private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(() -> {log.debug("尝试获得锁");// 尝试获取锁,返回值为布尔型  【成功：获取锁   失败：不可获得锁,不会进入阻塞队列等待】if (!lock.tryLock()) {           //失败则立刻返回（没有任何等待时间）log.debug("获取锁失败");    // falsereturn;}try {// 执行临界区代码log.debug("成功获取锁");} finally {lock.unlock();     // 释放锁}});}
}

运行结果：

2、存在其他线程竞争（立刻结束）：

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;@Slf4j(topic = "c.Test")
public class Test {// 创建锁重入对象private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(() -> {log.debug("尝试获得锁");// 尝试获取锁,返回值为布尔型  【成功：获取锁   失败：不可获得锁,不会进入阻塞队列等待】if (!lock.tryLock()) {log.debug("获取锁失败");    // falsereturn;}try {// 执行临界区代码log.debug("成功获取锁");} finally {lock.unlock();     // 释放锁}});// 主线程先对lock对象加锁lock.lock();log.debug("成功获取锁");t1.start();}
}

运行结果：

3、存在其他线程竞争（等待一段时间）：尝试等待1s，1s内若主线程还未释放锁再结束

哲学家就餐问题便可以使用tryLock()解决

1.4 公平锁

ReentrantLock 默认是不公平的。当一个线程持有锁，其他线程就会进入阻塞队列等待，当锁的持有者释放锁时，阻塞队列中等待的线程会一拥而上，谁先争抢到锁谁便是Owner,而不会按进入阻塞队列的先后顺序先来先得

（通过查看源码发现其构造方法中有一个带boolean类型参数的方法，其参数fair默认为false，可以修改其布尔值保证其公平性）公平锁一般没有必要，会降低并发度

二、ReentranLock条件变量

2.1 简介

条件变量

synchronized 中也有条件变量，就是我们讲原理时那个 waitSet 休息室，当条件不满足时进入 waitSet 等待

ReentrantLock 的条件变量比 synchronized 强大之处在于，它是支持多个条件变量的，这就好比

● synchronized 是那些不满足条件的线程都在一间休息室等消息
● 而 ReentrantLock 支持多间休息室，有专门等烟的休息室、专门等早餐的休息室、唤醒时也是按休息室来唤
醒

使用要点：
● await 前需要获得锁
● await 执行后，会释放锁，进入 conditionObject 等待
● await 的线程被唤醒（或打断、或超时）取重新竞争 lock 锁
● 竞争 lock 锁成功后，从 await 后继续执行

使用例子：

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import static cn.itcast.n2.util.Sleeper.sleep;@Slf4j(topic = "c.Test24")
public class Test24 {static final Object room = new Object();static boolean hasCigarette = false;static boolean hasTakeout = false;static ReentrantLock ROOM = new ReentrantLock();// 等待烟的休息室（创建一个新的条件变量）static Condition waitCigaretteSet = ROOM.newCondition();// 等外卖的休息室（创建一个新的条件变量）static Condition waitTakeoutSet = ROOM.newCondition();public static void main(String[] args) {new Thread(() -> {// 尝试获取ReentrantLockROOM.lock();try {log.debug("有烟没？[{}]", hasCigarette);while (!hasCigarette) {log.debug("没烟，先歇会！");try {// 进入等烟休息室等待waitCigaretteSet.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}log.debug("可以开始干活了");} finally {// 解锁ROOM.unlock();}}, "小南").start();new Thread(() -> {ROOM.lock();try {log.debug("外卖送到没？[{}]", hasTakeout);while (!hasTakeout) {log.debug("没外卖，先歇会！");try {waitTakeoutSet.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}log.debug("可以开始干活了");} finally {ROOM.unlock();}}, "小女").start();// 送外卖线程sleep(1);new Thread(() -> {ROOM.lock();try {hasTakeout = true;// 唤醒线程waitTakeoutSet.signal();} finally {ROOM.unlock();}}, "送外卖的").start();// 送烟线程sleep(1);new Thread(() -> {ROOM.lock();try {hasCigarette = true;// 唤醒线程waitCigaretteSet.signal();} finally {ROOM.unlock();}}, "送烟的").start();}
}

运行结果：