Java新同步机制：可重入锁ReentrantLock详解

"Java线程的新同步机制主要围绕可重入锁ReentrantLock展开，它类似于synchronized关键字，用于确保临界区的互斥访问。ReentrantLock提供了更灵活的控制，包括非阻塞的尝试锁定和明确的解锁操作。" 在Java中，线程同步是确保多线程环境下数据一致性的重要手段。传统的synchronized关键字虽然简单易用，但在某些场景下可能不够灵活。可重入锁ReentrantLock则弥补了这一不足，它允许程序员更加精细地管理锁的获取和释放。 1. 可重入锁ReentrantLock的接口与使用： - 创建ReentrantLock：通过`new ReentrantLock()`实例化。 - 请求锁：使用`lock()`方法，如果锁已被其他线程持有，当前线程会被阻塞。 - 释放锁：调用`unlock()`方法，必须确保在不再需要锁时释放它，防止死锁。 - 非阻塞式获取锁：`tryLock()`尝试获取锁，如果锁可用则立即返回true，否则返回false。 2. 基本使用模式： - 建议使用`try-finally`结构确保在任何情况下都能释放锁，即使在try块中有异常抛出。例如： ``` locker.lock(); try { // 临界区代码 } finally { locker.unlock(); } ``` 这种方式保证了在执行完临界区代码后，无论是否出现异常，都会释放锁。 3. 锁的可重入性： - ReentrantLock的一个关键特性是可重入性，即线程可以多次获取同一锁。这意味着一个线程在持有锁的情况下，可以再次请求该锁而不会被阻塞。内部的持有计数会跟踪每个线程对lock方法的嵌套调用。在解锁时，持有计数会递减，当计数归零时，锁才会真正释放。 4. 示例代码： ```java class WorkerOne extends Thread { private Lock locker; public WorkerOne(Lock locker) { this.locker = locker; } public void run() { locker.lock(); try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": step into critical section"); } finally { locker.unlock(); } } } class WorkerTwo extends Thread { private Lock locker; public WorkerTwo(Lock locker) { this.locker = locker; } public void sayHello() { // 同样使用相同的锁 } } ``` 在上述例子中，`WorkerOne`和`WorkerTwo`线程共享同一个`ReentrantLock`，它们在进入临界区前都需要获取锁。由于锁的可重入性，`WorkerOne`线程在临界区内可以安全地调用使用相同锁的方法，如`sayHello()`。 5. 其他特性： - `ReentrantLock`还支持公平锁（按照等待时间顺序获取锁）和非公平锁（不保证等待时间，线程可能直接获取锁），可以通过构造函数指定。 - 可以使用`tryLock(long time, TimeUnit unit)`尝试在指定时间内获取锁，如果超时未获取则返回false。 - 提供了`isLocked()`和`isHeldByCurrentThread()`方法来检查锁的状态。 - `Condition`接口允许创建条件变量，实现更复杂的同步控制。 通过ReentrantLock，Java开发者可以在需要时选择更高的控制级别，以适应更复杂多变的并发环境，同时保证线程安全和性能。