高级并发编程系列九（Lock接口分析）

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1.考考你

许多朋友在入门java并发编程的时候，如果说到控制线程安全，一定对synchronized关键字非常熟系。synchronized关键字表示同步加锁，就是我正在用，你得等我用完后再来的意思。

比如在 高级并发编程系列七（锁入门）这一篇，我们对add_i变量自增操作，同步加锁一样，让add_i变量在同一时刻，只会被一个线程操作，从而线程安全。

/**
* addI方法，实现add_i变量自曾操作
*/
public synchronized static void addI(){
        add_i ++;
}

这么说，你可能就会有疑问了：既然synchronized关键字可以实现加锁，保障线程安全了。那么java的设计者为什么还要在juc包中提供锁接口Lock，以及Lock接口的相关实现呢？这不是既生瑜、何生亮吗？不好，难道周瑜孔明的故事还要再演一遍！

其实不是的，虽然有了synchronized关键字，我们说再有Lock接口和实现并不多余，那么接下来我们就一起来说道说道。

之所以有了synchronized关键字，还需要提供Lock接口，主要基于这么几个因素：

• synchronized同步加锁内部由jdk控制，是非公平锁。实际应用中，有时候我们需要公平锁，但是它做不到。一句话概括：不够灵活

• synchronized同步加锁内部由jdk控制，不可中断。使用起来比较霸道，一旦获取锁的线程未执行完，外部不可操控，不可中断获取锁线程。一句话概括：不够灵活

• synchronized同步加锁内部由jdk控制，不能获取到加锁状态，即一个线程A获取到锁以后，那么需要同一个锁的线程BCD只能被阻塞等待，使用起来不够灵活。比如说做不到线程A获取锁以后，线程B来尝试获取锁，如果获取不到锁，线程B可以去做别的事情，不需要傻傻的等在这里。一句话概括：不够灵活

可以看到，综上所述我们对synchronized关键字的印象是：不够灵活。这里需要注意，有的朋友在说起synchronized关键字，与Lock锁区别的时候，会从性能的角度去看，事实上从jdk1.6以后，jvm内部专门实现了锁优化，两者在性能上几乎没有差异了。主要的区别还是synchronized不够灵活。

那么我们再来看一下，针对synchronized不灵活的地方，Lock接口都提供了哪些解决方案：

• synchronized锁是非公平锁。Lock接口常用的实现类ReentrantLock，在构造锁对象的时候，我们可以指定构造公平锁，还是非公平锁，实现按需构造

• synchronized锁是不可中断锁。Lock接口提供了lockInterruptibly()方法，支持中断操作

• synchronized锁获取不到加锁状态。Lock接口提供了tryLock()方法，用于返回获取锁状态。如果线程A已经获取到锁，那么线程B通过tryLock尝试获取锁，获取不到不需要被阻塞

• 另外Lock接口的实现类，通过在读写锁ReentrantReadWriteLock类中的读锁ReadLock，实现了共享锁。所谓共享锁读锁，即是大家都是读操作，不用太见外，你可以读，我可以读，大家读才是真的读。

通过以上关于Lock接口的描述，你是不是越来越爱Lock锁接口了，我想是的。那么接下来，我们一起来看一下Lock接口的设计，以及基本用法。

2.案例

2.1.Lock接口源码

通过以上分析描述，我想我们都会很好奇，Lock接口到底是如何设计的，它需要给我们提供哪些能力呢？对吧，我们一起来尝试思考一下：

• 需要一个加锁的操作，因此应该有加锁方法：lock

• 任务执行完成后，需要一个释放锁的操作，因此应该有释放锁的方法：unlock

• 根据我们上面与synchronized对比，Lock需要支持获取锁状态，如果尝试获取不到锁，不需要阻塞线程，因此应该有尝试获取锁方法：tryLock

• 根据我们上面与synchronized对比，Lock需要支持中断操作，因此应该有支持中断操作的加锁方法：lockInterruptibly

• 以上应该是我们可以直观想到的Lock基础能力，事实上Lock接口通过不同的实现类，提供了更强大的能力。我们后续通过案例慢慢来展示，暂时你先不需要太关心

接下来让我们看一下，Lock接口的源码截图，除了看图以外，我建议你打开jdk的源码，看一看Lock接口源码，里面有很详细的源码注释，这是一种挺好的学习方式。

 

2.2.Lock接口编程模板

在你的应用中，如果是通过synchronized关键字加锁的话，你一定还有印象：使用synchronized关键字，我们并不需要释放锁的操作，一切都有jvm来控制。

但是如果你选择了更加灵活的Lock锁方式，记得一定要：配套释放锁操作，千万不要只管生、不管养那就麻烦了，那么等待你的应该就是deadLock（死锁）了。

接下来我先给一个通用的Lock锁使用模板，你需要留意try{...}finally{...}语句块。

这里我们暂时不展开实际的使用案例，实际应用案例，我们将放在下一篇在跟你一起来学习。

/**
* addI方法，实现add_i变量自曾操作
* 通过Lock加锁
*/
public  static void addI(){
    // 加锁
    lock.lock();
    try{
        // 业务操作
        add_i ++;
    }finally{
        // 释放锁
        lock.unlock();
    }
        
}