深入理解ReentrantLock

在Java并发编程中，锁（Lock）是控制多个线程对共享资源访问的重要工具。虽然Synchronized关键字是实现锁的常用方式，但它在功能上比较有限。ReentrantLock是java.util.concurrent.locks包中提供的一个更加灵活和强大的锁实现，它是一个可重入的互斥锁，它允许线程在获取锁之后再次获取该锁而不被阻塞。简单来说，如果一个线程已经持有了一个锁，再次请求获取该锁时，它可以成功获取而不会被阻塞。

ReentrantLock的基本用法

使用ReentrantLock的基本步骤包括创建锁实例、加锁和解锁。以下是一个简单的例子：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class ReentrantLockExample {private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();public void performTask() {lock.lock();try {// 关键代码段System.out.println("Lock is held by: " + Thread.currentThread().getName());} finally {lock.unlock();}}public static void main(String[] args) {ReentrantLockExample example = new ReentrantLockExample();Runnable task = () -> example.performTask();Thread t1 = new Thread(task, "Thread-1");Thread t2 = new Thread(task, "Thread-2");t1.start();t2.start();}
}

在这个例子中，我们创建了一个ReentrantLock实例，并在performTask方法中使用lock.lock()来获取锁，lock.unlock()来释放锁。在try块中执行关键代码以确保在任何情况下都会释放锁。

ReentrantLock的高级功能

可重入性

正如前面提到的，ReentrantLock是可重入的。这意味着同一个线程可以多次获取同一个锁而不会陷入死锁。以下示例展示了这一特性：

public void reentrantLockExample() {lock.lock();try {System.out.println("First lock acquired.");lock.lock();try {System.out.println("Second lock acquired.");} finally {lock.unlock();}} finally {lock.unlock();}
}

公平锁与非公平锁

ReentrantLock可以被配置为公平锁或非公平锁。公平锁意味着线程将以请求锁的顺序（FIFO）获得锁，而非公平锁则可能让某些线程“插队”。默认情况下，ReentrantLock是非公平的。要创建公平锁，可以使用以下代码：

ReentrantLock fairLock = new ReentrantLock(true);

可中断锁获取

ReentrantLock提供了一种机制，可以让线程在尝试获取锁时被中断。使用lock.lockInterruptibly()方法，可以在获取锁的过程中响应中断：

public void performInterruptibleTask() {try {lock.lockInterruptibly();try {// 关键代码段} finally {lock.unlock();}} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();// 处理中断}
}

超时锁获取

ReentrantLock还允许在获取锁时指定超时时间。如果在指定时间内无法获取锁，线程将会放弃获取锁的尝试：

public void performTimedTask() {try {if (lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)) {try {// 关键代码段} finally {lock.unlock();}} else {System.out.println("Could not acquire lock within 5 seconds");}} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();// 处理中断}
}