ReentrantLock：AQS框架的同步之匙，高效管理资源访问

2023-12-01 08:55:57

ReentrantLock：Java并发编程的可靠锁机制

在Java并发编程的世界里，ReentrantLock是一把锋利的双刃剑，它既可以保障共享资源的安全访问，又可以避免线程间的资源争夺。作为AbstractQueuedSynchronizer (AQS)框架的重量级选手，ReentrantLock以其可靠的锁机制和灵活的同步策略，成为Java程序员不可或缺的并发编程利器。

ReentrantLock：可靠高效的锁机制

ReentrantLock是Java并发编程中广泛应用的锁机制，以其可靠性、高效性和可重入性而著称。它提供了一种同步原语，允许线程以互斥的方式访问共享资源，防止资源同时被多个线程修改而导致数据不一致。

ReentrantLock的运作原理主要基于AQS框架，AQS框架采用队列的方式管理线程，当一个线程试图获取锁时，如果锁已被其他线程持有，则该线程将被阻塞，并加入到一个等待队列中。当锁被释放时，等待队列中的第一个线程将被唤醒，并获得锁。

ReentrantLock的优势与应用

ReentrantLock作为一种锁机制，拥有诸多优点，使其在Java并发编程中备受青睐：

可重入性： ReentrantLock支持可重入性，这意味着一个线程可以多次获取同一把锁，而不会造成死锁。这使得ReentrantLock非常适合于保护那些需要多次访问的共享资源。
公平性： ReentrantLock支持公平性，这意味着线程获取锁的顺序与它们进入等待队列的顺序是一致的。这可以防止某些线程因为优先级较高而总是抢占锁，从而导致其他线程无法及时获得锁。
条件队列： ReentrantLock提供了条件队列，允许线程在满足某些条件时被唤醒。这使得ReentrantLock可以用于构建高级同步机制，例如读写锁和信号量。

ReentrantLock的应用场景十分广泛，特别适用于以下情况：

保护共享数据结构： ReentrantLock可以用于保护共享数据结构，防止多个线程同时修改数据结构，从而导致数据不一致。
同步资源访问： ReentrantLock可以用于同步对资源的访问，确保资源不会被多个线程同时使用，从而避免资源冲突。
构建高级同步机制： ReentrantLock可以用于构建高级同步机制，例如读写锁和信号量，以满足更复杂的并发编程需求。

ReentrantLock使用指南

为了有效地使用ReentrantLock，需要掌握以下基本步骤：

创建ReentrantLock对象： 使用new ReentrantLock()创建ReentrantLock对象。
获取锁： 使用lock()方法获取锁。如果锁已被其他线程持有，则当前线程将被阻塞，并加入到等待队列中。
释放锁： 使用unlock()方法释放锁。释放锁后，等待队列中的第一个线程将被唤醒，并获得锁。
使用条件队列： 如果需要使用条件队列，可以使用await()方法使当前线程进入等待状态，直到满足某些条件被唤醒。
使用tryLock()方法： tryLock()方法尝试获取锁，如果锁已被其他线程持有，则立即返回false，而不会阻塞当前线程。

ReentrantLock还提供了其他一些方法，例如isLocked()、isFair()和getHoldCount()，用于查询锁的状态和获取锁的持有计数。

代码示例

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class ReentrantLockExample {

    private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private static int counter = 0;

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                lock.lock();
                try {
                    counter++;
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " incremented counter to " + counter);
                } finally {
                    lock.unlock();
                }
            }).start();
        }
    }
}