Lock锁如何工作

Lock锁是一种用于控制多个线程对共享资源访问的同步机制。在Java中，Lock接口及其实现类（如ReentrantLock）提供了一种比synchronized关键字更灵活、更强大的锁机制。以下是Lock锁的基本工作原理和使用方法：

Lock锁的基本工作原理

1. 加锁（lock()）：

   • 当一个线程调用Lock接口的lock()方法时，它会尝试获取锁。
   • 如果锁当前未被其他线程持有，则该线程会立即获得锁，并且可以安全地访问共享资源。
   • 如果锁已经被其他线程持有，那么该线程会被阻塞，直到锁被释放。

2. 锁的释放（unlock()）：

   • 当持有锁的线程完成对共享资源的访问后，它会调用unlock()方法来释放锁。
   • 释放锁后，其他等待的线程可以竞争获取锁。

3. 尝试获取锁（tryLock()）：

   • tryLock()方法尝试获取锁，如果当前锁没有被其他线程占用，则获取成功，返回true，否则返回false，代表获取锁失败。

4. 可中断的锁获取（lockInterruptibly()）：

   • lockInterruptibly()方法允许线程在等待获取锁的过程中响应中断。如果线程在等待过程中被中断，它会抛出InterruptedException异常并释放锁。

5. 条件变量（Condition）：

   • Lock接口提供了Condition接口，允许线程在某个条件满足之前等待，同时允许其他线程在条件满足时通知等待的线程继续执行。

Lock锁的分类

• 公平锁与非公平锁：

  • 公平锁：按照线程申请锁的顺序来分配锁，即FIFO顺序。
  • 非公平锁：线程获取锁的顺序可能不按照申请顺序，可能会导致优先级反转或饥饿现象。ReentrantLock可以通过构造函数指定是公平锁还是非公平锁。

• 可重入锁与不可重入锁：

  • 可重入锁：允许同一个线程多次获取同一个锁，避免死锁。ReentrantLock和synchronized都是可重入锁。
  • 不可重入锁：同一个线程多次获取同一个锁会导致死锁。

• 独享锁与共享锁：

  • 独享锁：一次只被一个线程持有。
  • 共享锁：一次可以被多个线程持有。ReentrantLock是独享锁，而ReadWriteLock的读锁是共享锁，写锁是独享锁。

Lock锁的使用示例

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class LockExample {
    private final Lock lock = new ReentrantLock();

    public void doSomething() {
        lock.lock();  // 加锁
        try {
            // 访问共享资源
        } finally {
            lock.unlock();  // 释放锁
        }
    }
}

在使用Lock锁时，需要注意以下几点：

• unlock()方法必须放在finally块中，以确保锁一定会被释放，即使在发生异常的情况下。
• 使用tryLock()方法可以避免死锁，因为它会立即返回，不会一直等待锁。

通过以上机制，Lock锁能够有效地控制多个线程对共享资源的访问，保证线程安全和提高并发性能。