Java Concurrency - Lock
Lock 是 Java API 提供的另一种线程同步机制,它提供了比 synchronized 关键字更为灵活、强大的锁定操作。
锁是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。通常,锁提供了对共享资源的独占访问,一次只允许一个线程获得锁,对共享资源的所有访问都需要先获得锁。不过,某些锁可能允许对共享资源并发访问,如 ReadWriteLock 的读锁。
synchronized 方法或语句的使用提供了对与每个对象相关的隐式监视器锁的访问,但却强制所有锁获取和释放均要出现在一个块结构中:当获取了多个锁时,它们必须以相反的顺序释放,且必须在与所有锁被获取时相同的词法范围内释放所有锁。
虽然 synchronized 方法和语句的范围机制使得使用监视器锁编程方便了很多,而且还帮助避免了很多涉及到锁的常见编程错误,但有时也需要以更为灵活的方式使用锁。例如,某些遍历并发访问的数据结果的算法要求使用 "hand-over-hand" 或 "chain locking":获取节点 A 的锁,然后再获取节点 B 的锁,然后释放 A 并获取 C,然后释放 B 并获取 D,依此类推。Lock 接口的实现允许锁在不同的作用范围内获取和释放,并允许以任何顺序获取和释放多个锁,从而支持使用这种技术。
随着灵活性的增加,也带来了更多的责任。不使用块结构锁就失去了使用 synchronized 方法和语句时会出现的锁自动释放功能。在大多数情况下,应该使用以下语句:
Lock l = ...;
l.lock();
try {
// access the resource protected by this lock
} finally {
l.unlock();
}
锁定和取消锁定出现在不同作用范围中时,必须谨慎地确保保持锁定时所执行的所有代码用 try-finally 或 try-catch 加以保护,以确保在必要时释放锁。
Lock 提供了使用 synchronized 方法和语句所没有的其他功能,包括提供了一个非块结构的获取锁尝试 (tryLock())、一个获取可中断锁的尝试 (lockInterruptibly()) 和一个获取超时失效锁的尝试 (tryLock(long, TimeUnit))。
tryLock()
仅在调用时锁为空闲状态才获取该锁。如果锁可用,则获取锁,并立即返回值 true。如果锁不可用,则此方法将立即返回值 false。
此方法的典型使用语句如下:
Lock lock = ...;
if (lock.tryLock()) {
try {
// manipulate protected state
} finally {
lock.unlock();
}
} else {
// perform alternative actions
}
此用法可确保如果获取了锁,则会释放锁,如果未获取锁,则不会试图将其释放。
tryLock(long, TimeUnit)
如果锁在给定的等待时间内空闲,并且当前线程未被中断,则获取锁。
如果锁可用,则此方法将立即返回值 true。如果锁不可用,出于线程调度目的,将禁用当前线程,并且在发生以下三种情况之一前,该线程将一直处于休眠状态:
- 锁由当前线程获得;或者
- 其他某个线程中断当前线程,并且支持对锁获取的中断;或者
- 已超过指定的等待时间
如果获得了锁,则返回值 true
。
如果当前线程:
- 在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态;或者
- 在获取锁时被中断,并且支持对锁获取的中断,
则将抛出 InterruptedException,并会清除当前线程的已中断状态。
如果超过了指定的等待时间,则将返回值 false
。如果 time 小于等于 0,该方法将完全不等待。
lockInterruptibly()
如果当前线程未被中断,则获取锁。
如果锁可用,则获取锁,并立即返回。如果锁不可用,出于线程调度目的,将禁用当前线程,并且在发生以下两种情况之一以前,该线程将一直处于休眠状态:
- 锁由当前线程获得;或者
- 其他某个线程中断当前线程,并且支持对锁获取的中断。
如果当前线程:
- 在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态;或者
- 在获取锁时被中断,并且支持对锁获取的中断,
则将抛出 InterruptedException,并清除当前线程的已中断状态。
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