犀利剖析ReentrantLock，面试官瑟瑟发抖

ReentrantLock：并发编程的利器

Reentrancy：并发编程的救星

在多线程编程中，锁是不可或缺的同步机制，它用于保护共享资源免受并发访问的干扰。在 Java 5.0 之前，Java 主要依赖于 synchronized 来实现同步，然而 synchronized 存在一个致命的缺陷：它只能被单个线程同时获取。这意味着，一旦一个线程获取了锁，其他线程只能无奈等待，导致高并发场景下的效率低下。

为了解决这一痛点，Java 5.0 引入了 ReentrantLock，一种可重入锁。顾名思义，可重入锁允许同一个线程多次获取同一把锁。这极大地提高了并发编程的效率，因为线程不再需要在获取锁后立即释放锁，从而避免了不必要的上下文切换。

ReentrantLock 的内部结构

ReentrantLock 的内部结构相对简单，主要包含以下几个组成部分：

• 状态标志位： 表示锁的当前状态（未加锁、已加锁或等待）。
• 队列： 存储等待获取锁的线程。
• 持有锁的线程： 当前持有锁的线程（如果锁已被获取）。

ReentrantLock 的工作原理

当一个线程想要获取锁时，它会首先检查锁的状态。如果锁处于未加锁状态，线程可以立即获取锁。如果锁已被加锁，线程将被加入到队列中等待。当持有锁的线程释放锁时，队列中的第一个线程将被唤醒并获取锁。

ReentrantLock 的优缺点

优点：

• 可重入性： 同一个线程可以多次获取同一把锁，提高并发效率。
• 公平性： 按照线程进入队列的顺序获取锁，保证公平性。
• 高性能： 在高并发场景下也能保持良好的性能。

缺点：

• 复杂性： 结构和原理稍显复杂，使用时有一定难度。
• 开销： 获取和释放锁的操作开销相对较大。

ReentrantLock 的使用场景

ReentrantLock 是一个通用的锁，可用于各种并发编程场景：

• 多线程编程： 保障共享数据访问的安全。
• 数据库编程： 确保数据库操作的原子性和一致性。
• 分布式编程： 提升分布式系统的可靠性和可用性。

ReentrantLock 的面试技巧

在面试中，如果你被问到 ReentrantLock，可以按照以下思路回答：

• 介绍概念和原理。
• 阐述优缺点。
• 举例说明使用场景。

结语

ReentrantLock 是 Java 并发编程中必不可少的工具，它以可重入性为核心，有效解决了并发编程中的锁竞争问题。如果你想成为一名合格的 Java 程序员，掌握 ReentrantLock 的原理和用法至关重要。

常见问题解答

1. ReentrantLock 和 synchronized 有什么区别？

ReentrantLock 是显式锁，需要手动获取和释放，而 synchronized 是隐式锁，通过修饰代码块或方法实现。此外，ReentrantLock 可重入，而 synchronized 不可重入。

2. ReentrantLock 如何保证公平性？

ReentrantLock 维护一个队列，按照线程进入队列的顺序获取锁。

3. ReentrantLock 的开销体现在哪里？

获取和释放锁涉及原子操作，需要消耗一定的系统资源。

4. 在什么情况下应该使用 ReentrantLock？

需要实现可重入锁或公平锁时。

5. ReentrantLock 和 Lock 接口有什么关系？

ReentrantLock 实现 Java 并发包中的 Lock 接口，提供了标准化的锁操作。