【多线程】可重入锁 ReentrantLock

java除了使用关键字synchronized外，还可以使用ReentrantLock实现独占锁的功能。而且ReentrantLock相比synchronized而言功能更加丰富，使用起来更为灵活，也更适合复杂的并发场景。

一、简介

ReentrantLock常常对比着synchronized来分析，我们先对比着来看然后再一点一点分析。

synchronized是独占锁，加锁和解锁的过程自动进行，易于操作，但不够灵活。ReentrantLock也是独占锁，加锁和解锁的过程需要手动进行，不易操作，但非常灵活。
synchronized可重入，因为加锁和解锁自动进行，不必担心最后是否释放锁；ReentrantLock也可重入，但加锁和解锁需要手动进行，且次数需一样，否则其他线程无法获得锁。
synchronized不可响应中断，一个线程获取不到锁就一直等着；ReentrantLock可以响应中断。

ReentrantLock好像比synchronized关键字没好太多，我们再去看看synchronized所没有的，一个最主要的就是ReentrantLock还可以实现公平锁机制。什么叫公平锁呢？也就是在锁上等待时间最长的线程将获得锁的使用权。通俗的理解就是谁排队时间最长谁先执行获取锁。

二、使用

1、简单使用

代码：

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
 * @description 可重入锁测试
 * @author hzx
 * @date 2022-04-01
 */
public class ReentrantLockTest {
    private static final Lock lock = new ReentrantLock();
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> test(),"线程A").start();
        new Thread(() -> test(),"线程B").start();
    }
    public static void test() {
        try {
            lock.lock();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取了锁");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"释放了锁");
            lock.unlock();
        }
    }
}

执行结果：

线程A获取了锁
线程A释放了锁
线程B获取了锁
线程B释放了锁

在这里我们定义了一个ReentrantLock，然后再test方法中分别lock和unlock，运行一边就可以实现我们的功能。这就是最简单的功能实现，代码很简单。我们再看看ReentrantLock和synchronized不一样的地方，那就是公平锁的实现。

2、公平锁实现

首先new一个ReentrantLock的时候参数为true，表明实现公平锁机制。公平锁的含义就是谁等的时间最长，谁就先获取锁。在这里我们多定义几个线程，然后在test方法中循环执行了两次加锁和解锁的过程。

代码：

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
 * @description 可重入锁测试（公平锁实现）
 * @author hzx
 * @date 2022-04-01
 */
public class ReentrantLockTest2 {
    private static final Lock lock = new ReentrantLock(true);
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> test(),"线程1").start();
        new Thread(() -> test(),"线程2").start();
        new Thread(() -> test(),"线程3").start();
        new Thread(() -> test(),"线程4").start();
        new Thread(() -> test(),"线程5").start();
    }
    public static void test() {
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            try {
                lock.lock();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取了锁");
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}

执行结果：

线程1获取了锁
线程2获取了锁
线程3获取了锁
线程4获取了锁
线程5获取了锁
线程1获取了锁
线程2获取了锁
线程3获取了锁
线程4获取了锁
线程5获取了锁

3、非公平锁实现

非公平锁那就随机的获取，谁运气好，cpu时间片轮到哪个线程，哪个线程就能获取锁，和上面公平锁的区别很简单，就在于先new一个ReentrantLock的时候参数为false，当然我们也可以不写，默认就是false。

代码：

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
 * @description 可重入锁测试（非公平锁实现）
 * @author hzx
 * @date 2022-04-01
 */
public class ReentrantLockTest3 {
    private static final Lock lock = new ReentrantLock(false);
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> test(),"线程1").start();
        new Thread(() -> test(),"线程2").start();
        new Thread(() -> test(),"线程3").start();
        new Thread(() -> test(),"线程4").start();
        new Thread(() -> test(),"线程5").start();
    }
    public static void test() {
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            try {
                lock.lock();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取了锁");
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}

执行结果：

线程1获取了锁
线程2获取了锁
线程2获取了锁
线程3获取了锁
线程1获取了锁
线程3获取了锁
线程4获取了锁
线程4获取了锁
线程5获取了锁
线程5获取了锁

整个过程是随机的，没有固定的先后顺序，亲自测试时可以将for循环的次数增大，可以明显看出效果。