並發編程-ReentrantLock 細節說明

---
title: 並發編程-ReentrantLock 細節說明
date: 2018-07-05 09:06:57
categories:
- 並發編程
---

<Excerpt in index | 首頁摘要>
<!-- more -->

- 本章對ReentrantLock包進行基本介紹，這一章主要對ReentrantLock進行概括性的介紹，內容包括：
- ReentrantLock介紹
- ReentrantLock函數列表
- ReentrantLock示例

<The rest of contents | 余下全文>

並發編程-ReentrantLock介紹 細節說明

1. ReentrantLock-是一個可重入的互斥鎖，又被稱為“獨占鎖”

* ReentrantLock
* ReentrantLock鎖在同一個時間點只能被一個線程鎖持有；而可重入的意思是，ReentrantLock鎖，可以被單個線程多次獲取。
* ReentrantLock分為“公平鎖”和“非公平鎖”。它們的區別體現在獲取鎖的機制上是否公平。“鎖”是為了保護競爭資源，防止多個線程同時操作線程而出錯，ReentrantLock在同一個時間點只能被一個線程獲取(當某線程獲取到“鎖”時，其它線程就必須等待)；ReentraantLock是通過一個FIFO的等待隊列來管理獲取該鎖所有線程的。在“公平鎖”的機制下，線程依次排隊獲取鎖；而“非公平鎖”在鎖是可獲取狀態時，不管自己是不是在隊列的開頭都會獲取鎖。
- [x] ReentrantLock 類方法簡介

// 創建一個 ReentrantLock ，默認是“非公平鎖”。
ReentrantLock()
// 創建策略是fair的 ReentrantLock。fair為true表示是公平鎖，fair為false表示是非公平鎖。
ReentrantLock(boolean fair)

// 查詢當前線程保持此鎖的次數。
int getHoldCount()
// 返回目前擁有此鎖的線程，如果此鎖不被任何線程擁有，則返回 null。
protected Thread getOwner()
// 返回一個 collection，它包含可能正等待獲取此鎖的線程。
protected Collection<Thread> getQueuedThreads()
// 返回正等待獲取此鎖的線程估計數。
int getQueueLength()
// 返回一個 collection，它包含可能正在等待與此鎖相關給定條件的那些線程。
protected Collection<Thread> getWaitingThreads(Condition condition)
// 返回等待與此鎖相關的給定條件的線程估計數。
int getWaitQueueLength(Condition condition)
// 查詢給定線程是否正在等待獲取此鎖。
boolean hasQueuedThread(Thread thread)
// 查詢是否有些線程正在等待獲取此鎖。
boolean hasQueuedThreads()
// 查詢是否有些線程正在等待與此鎖有關的給定條件。
boolean hasWaiters(Condition condition)
// 如果是“公平鎖”返回true，否則返回false。
boolean isFair()
// 查詢當前線程是否保持此鎖。
boolean isHeldByCurrentThread()
// 查詢此鎖是否由任意線程保持。
boolean isLocked()
// 獲取鎖。
void lock()
// 如果當前線程未被中斷，則獲取鎖。
void lockInterruptibly()
// 返回用來與此 Lock 實例一起使用的 Condition 實例。
Condition newCondition()
// 僅在調用時鎖未被另一個線程保持的情況下，才獲取該鎖。
boolean tryLock()
// 如果鎖在給定等待時間內沒有被另一個線程保持，且當前線程未被中斷，則獲取該鎖。
boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit)
// 試圖釋放此鎖。
void unlock()

2. ReentrantLock-示例 說明

* lock和unlock的作用

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

// LockTest1.java
// 倉庫
class Depot { 
    private int size;        // 倉庫的實際數量
    private Lock lock;        // 獨占鎖

    public Depot() {
        this.size = 0;
        this.lock = new ReentrantLock();
    }

    public void produce(int val) {
        lock.lock();
        try {
            size += val;
            System.out.printf("%s produce(%d) --> size=%d\n", 
                    Thread.currentThread().getName(), val, size);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void consume(int val) {
        lock.lock();
        try {
            size -= val;
            System.out.printf("%s consume(%d) <-- size=%d\n", 
                    Thread.currentThread().getName(), val, size);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}; 

// 生產者
class Producer {
    private Depot depot;
    
    public Producer(Depot depot) {
        this.depot = depot;
    }

    // 消費產品：新建一個線程向倉庫中生產產品。
    public void produce(final int val) {
        new Thread() {
            public void run() {
                depot.produce(val);
            }
        }.start();
    }
}

// 消費者
class Customer {
    private Depot depot;
    
    public Customer(Depot depot) {
        this.depot = depot;
    }

    // 消費產品：新建一個線程從倉庫中消費產品。
    public void consume(final int val) {
        new Thread() {
            public void run() {
                depot.consume(val);
            }
        }.start();
    }
}

public class LockTest1 {  
    public static void main(String[] args) {  
        Depot mDepot = new Depot();
        Producer mPro = new Producer(mDepot);
        Customer mCus = new Customer(mDepot);

        mPro.produce(60);
        mPro.produce(120);
        mCus.consume(90);
        mCus.consume(150);
        mPro.produce(110);
    }
}

運行結果

Thread-0 produce( 60) --> left= 0, inc= 60, size= 60
Thread-1 produce(120) --> left= 80, inc= 40, size=100
Thread-2 consume( 90) <-- left= 0, dec= 90, size= 10
Thread-3 consume(150) <-- left=140, dec= 10, size= 0
Thread-4 produce(110) --> left= 10, inc=100, size=100
Thread-3 consume(150) <-- left= 40, dec=100, size= 0
Thread-4 produce(110) --> left= 0, inc= 10, size= 10
Thread-3 consume(150) <-- left= 30, dec= 10, size= 0
Thread-1 produce(120) --> left= 0, inc= 80, size= 80
Thread-3 consume(150) <-- left= 0, dec= 30, size= 50

3.並發編程-ReentrantLock 細節說明