一、介绍

Jdk1.5以后，在java.util.concurrent.locks包下，有一组实现线程同步的接口和类，说到线程的同步，可能大家都会想到synchronized关键字，

这是java内置的关键字，用来处理线程同步的，但这个关键字有很多的缺陷，使用起来也不是很方便和直观，所以就出现了Lock，下面，我们

就来对比着讲解Lock。

通常我们在使用synchronized关键字的时候会遇到下面这些问题：

1. 不可控性，无法做到随心的加锁和释放锁。
2. 效率比较低下，比如我们现在并发的读两个文件，读与读之间是互不影响的，但如果给这个读的对象使用synchronized来实现同步的话，那么只要有一个线程进入了，那么其他的线程都要等待。
3. 无法知道线程是否获取到了锁。

而上面synchronized的这些问题，Lock都可以很好的解决，并且jdk1.5以后，还提供了各种锁，例如读写锁，但有一点需要注意，使用 synchronized 关键时，无须手动释放锁，但使用 Lock 必须手动释放锁。下面我们就来学习一下Lock锁。

Lock是一个上层的接口，其原型如下，总共提供了6个方法：

public interface Lock {
　　// 用来获取锁，如果锁已经被其他线程获取，则一直等待，直到获取到锁
   void lock();
　　// 该方法获取锁时，可以响应中断，比如现在有两个线程，一个已经获取到了锁，另一个线程调用这个方法正在等待锁，但是此刻又不想让这个线程一直在这死等，可以通过
　　　　调用线程的Thread.interrupted()方法，来中断线程的等待过程
　　void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
　　// tryLock方法会返回bool值，该方法会尝试着获取锁，如果获取到锁，就返回true，如果没有获取到锁，就返回false，但是该方法会立刻返回，而不会一直等待
   boolean tryLock();
　　// 这个方法和上面的tryLock差不多是一样的，只是会尝试指定的时间，如果在指定的时间内拿到了锁，则会返回true，如果在指定的时间内没有拿到锁，则会返回false
   boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
　　// 释放锁
   void unlock();
　　// 实现线程通信，相当于wait和notify，后面会单独讲解
   Condition newCondition();
}

二、ReentrantLock

java.util.concurrent.lock 中的 Lock 框架是锁定的一个抽象，它允许把锁定的实现作为 Java 类，而不是作为语言的特性来实现。这就为 Lock 的多种实现留下了空间，各种实现可能有不同的调度算法、性能特性或者锁定语义。 ReentrantLock 类实现了 Lock ，它拥有与 synchronized 相同的并发性和内存语义，但是添加了类似轮询锁、定时锁等候和可中断锁等候的一些特性。此外，它还提供了在激烈争用情况下更佳的性能。（换句话说，当许多线程都想访问共享资源时，JVM 可以花更少的时候来调度线程，把更多时间用在执行线程上。）

reentrant 锁意味着什么呢？

简单来说，它有一个与锁相关的获取计数器，如果拥有锁的某个线程再次得到锁，那么获取计数器就加1，然后锁需要被释放两次才能获得真正释放。这模仿了 synchronized 的语义；如果线程进入由线程已经拥有的监控器保护的 synchronized 块，就允许线程继续进行，当线程退出第二个（或者后续） synchronized 块的时候，不释放锁，只有线程退出它进入的监控器保护的第一个 synchronized 块时，才释放锁。

ReentrantLock构造器（有两个）

public ReentrantLock()：默认是非公平策略锁

public ReentrantLock(Boolean)：可选策略模式：true【公平策略】false【不公平策略】

非公平策略：由cpu调度指派（无法判断cpu调度顺序）无法保证等待线程获取锁的顺序

公平策略：等待锁的线程，按先到先得的方式公平用锁

三、lock，unlock的使用

lock.lock(); lock.unlock(); 包起来的代码，就和  synchronized 是一样的效果。 
同一个lock对象锁是同一把；代码中serviceA ,serviceB 中的lock是同一把锁哦，谁先获取谁就有控制权。

由于不像 synchronized（异常情况会自动释放锁），lock【必须要手动释放锁】，所以一定要使用【try,finally】将执行业务包起来，避免异常情况下无法释放锁导致死锁。

lock.lock();
try {
    //需要执行的业务代码
} finally {
    lock.unlock();
} 

package cn.thread.lock.reentrant;

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

class MyService {
    //使用ReentrantLock
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    public void serviceA() {
        lock.lock();//serviceA ,serviceB 中的lock是同一把锁哦，谁先获取谁就有控制权。
        try {
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
                Thread.sleep(100);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "----Ai=" + i);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void serviceB() {
        lock.lock();
        try {
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
                Thread.sleep(100);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "----Bi=" + i);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

public class ReentrantDome1 {

    public static void main(String orgs[]) {
        final MyService start = new MyService();
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                start.serviceA();
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                start.serviceB();
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                start.serviceA();
            }
        }).start();
    }
}

三、Condition接口实现线程通信 await()、signal()、signalAll

Condition 将 Object 监视器方法（wait、notify 和 notifyAll）分解成截然不同的对象，以便通过将这些对象与任意 Lock 实现组合使用，为每个对象提供多个等待 set（wait-set）

Lock 替代了 synchronized 方法和语句的使用。

Condition 替代了 Object 监视器方法的使用

• await 等价于 wait
• signal 等价于 notify
• signalAll 等价于 notifyAll

Condition 实例实质上被绑定到一个锁上。要为特定 Lock 实例获得 Condition 实例，请使用其 new Condition() 方法。

案例一

作为一个示例，假定有一个绑定的缓冲区，它支持 put 和 take 方法。如果试图在空的缓冲区上执行 take 操作，则在某一个项变得可用之前，线程将一直阻塞；如果试图在满的缓冲区上执行 put 操作，则在有空间变得可用之前，线程将一直阻塞。我们喜欢在单独的等待 set 中保存 put 线程和 take 线程，这样就可以在缓冲区中的项或空间变得可用时利用最佳规划，一次只通知一个线程。可以使用两个 Condition 实例来做到这一点。

注意：不用 if 而是使用 while 进行判断，目的是为了防止虚假唤醒问题（官方说明写法）

class BoundedBuffer {
   final Lock lock = new ReentrantLock();
   final Condition notFull  = lock.newCondition(); 
   final Condition notEmpty = lock.newCondition(); 

   final Object[] items = new Object[100];
   int putptr, takeptr, count;

   public void put(Object x) throws InterruptedException {
     lock.lock();
     try {
       while (count == items.length) 
         notFull.await();
       items[putptr] = x; 
       if (++putptr == items.length) putptr = 0;
       ++count;
       notEmpty.signal();
     } finally {
       lock.unlock();
     }
   }

   public Object take() throws InterruptedException {
     lock.lock();
     try {
       while (count == 0) 
         notEmpty.await();
       Object x = items[takeptr]; 
       if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;
       --count;
       notFull.signal();
       return x;
     } finally {
       lock.unlock();
     }
   } 
 }

案例二

A线程先运行，获取到了锁，但是进入await之后，交出锁权限，线程挂起；B线程获取到锁，B线程唤醒A线程，B线程运行完毕，A线程接着运行。

package cn.thread.lock.reentrant;

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

class MyService2 {

    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition = lock.newCondition();

    public void serviceA() {
        try {
            lock.lock();
            condition.await();//线程挂起，进入等待中,和wait一样。
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "----Ai=");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void serviceB() {
        try {
            lock.lock();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "----Bi=");
            condition.signal();//唤醒被await的线程
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }
}

public class ReentrantDome2 {

    public static void main(String orgs[]) {
        final MyService2 start = new MyService2();
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                start.serviceA();
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                start.serviceB();
            }
        }).start();
    }
}