ReentrantLock使用细节解析

2024-01-26 01:28:05

使用 ReentrantLock 实现高效的多线程编程

在多线程编程中，ReentrantLock 扮演着至关重要的角色，它能够控制对共享资源的访问。ReentrantLock 不仅提供了比内置锁更细致的控制，还支持可重入性和条件变量，进一步提升了多线程编程的灵活性和效率。

安全高效使用 `ReentrantLock` 的关键原则

Oracle 官方文档给出了使用 ReentrantLock 的一些建议，帮助开发者确保其安全性和效率。让我们深入探讨这些原则，并通过代码示例进一步理解。

原则 1：获取锁后必须释放锁

ReentrantLock 允许同一线程多次获取相同的锁，这被称为可重入性。然而，为了避免死锁或数据损坏，务必在同一线程中释放锁。

try {
    lock.lock(); // 获取锁

    // 访问受保护的资源

} finally {
    lock.unlock(); // 释放锁
}

原则 2：不要在 `finally` 块之外释放锁

finally 块确保在任何情况下都会执行代码，这一点对于释放锁至关重要。即使出现异常，也需要释放锁来防止死锁。

try {
    lock.lock(); // 获取锁

    // 访问受保护的资源

} catch (Exception e) {
    // 处理异常

} finally {
    lock.unlock(); // 释放锁
}

原则 3：使用 `try-with-resources` 语法

try-with-resources 语法提供了一种更简洁且更安全的方式来释放锁。它确保在 try 块结束时自动释放锁，无论是否存在异常。

try (Lock lock = new ReentrantLock()) {
    // 访问受保护的资源
}

原则 4：避免锁顺序死锁

当涉及多个锁时，必须小心避免锁顺序死锁。这指的是线程 A 持有锁 1 并尝试获取锁 2，而线程 B 持有锁 2 并尝试获取锁 1 的情况。通过始终以相同的顺序获取锁，可以避免这种死锁。

// 线程 A
synchronized (lock1) {
    synchronized (lock2) {
        // 访问资源 X 和 Y
    }
}

// 线程 B
synchronized (lock1) {
    synchronized (lock2) {
        // 访问资源 X 和 Y
    }
}

原则 5：使用条件变量进行等待/通知

ReentrantLock 支持条件变量，它允许线程在特定条件满足时进行等待和通知。这在协调多线程之间的通信中非常有用。

// 创建 ReentrantLock 和条件变量
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();

// 线程 A 获取锁并等待条件满足
lock.lock();
try {
    while (!condition.await()) {}
} finally {
    lock.unlock();
}

// 线程 B 获取锁并通知条件已满足
lock.lock();
try {
    condition.signal();
} finally {
    lock.unlock();
}