Java多线程专题之Lock锁的使用(Java多线程详解：Lock锁的实战应用)

原创

ithorizon 6个月前 (10-20) 阅读数 21 #后端开发

Java多线程详解：Lock锁的实战应用

一、概述

在Java多线程编程中，synchronized关键字提供了基本的线程同步机制，但在某些情况下，它也许无法满足复杂化的同步需求。此时，Java提供了Lock接口及其实现类ReentrantLock，为开发者提供了更灵活的锁操作。本文将详细介绍Lock锁的使用及其实战应用。

二、Lock接口与ReentrantLock类

Lock接口位于java.util.concurrent.locks包中，它提供了与synchronized关键字类似的同步功能，但提供了更充足的操作。ReentrantLock是Lock接口的一个实现类，它赞成可重入的锁操作。

三、Lock锁的基本使用

使用Lock锁需要以下三个步骤：

创建Lock对象

调用lock()方法获取锁

调用unlock()方法释放锁


public class LockDemo {
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
    public void method() {
        lock.lock();
        try {
            // 需要同步的代码
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

四、Lock锁的进阶使用

Lock接口提供了以下几种进阶功能：

可中断的锁获取：lockInterruptibly()

尝试非阻塞地获取锁：tryLock()

定时获取锁：tryLock(long time, TimeUnit unit)

公平锁：ReentrantLock(boolean fair)

五、实战应用案例

5.1 线程稳固的计数器

以下是一个使用Lock锁实现的线程稳固计数器示例：


public class Counter {
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
    private int count = 0;
    public void increment() {
        lock.lock();
        try {
            count++;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public int getCount() {
        return count;
    }
}

5.2 生产者-消费者模型

以下是一个使用Lock锁实现的生产者-消费者模型示例：


public class ProducerConsumer {
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
    private final Condition notFull = lock.newCondition();
    private final Condition notEmpty = lock.newCondition();
    private final int[] buffer = new int[10];
    private int count = 0;
    public void produce(int item) {
        lock.lock();
        try {
            while (count == buffer.length) {
                notFull.await();
            }
            buffer[count++] = item;
            notEmpty.signal();
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    public int consume() {
        lock.lock();
        try {
            while (count == 0) {
                notEmpty.await();
            }
            int item = buffer[--count];
            notFull.signal();
            return item;
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
            return -1;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}