場(chǎng)景：進(jìn)屋排隊(duì)打印東西
可重入鎖：排隊(duì)拿到打印權(quán)（鑰匙）场航，開(kāi)門開(kāi)鎖，打印完畢青抛，關(guān)門旗闽，打算交鑰匙，同學(xué)打電話給來(lái)蜜另，幫他打一份适室，這時(shí)候不用重新排隊(duì)，繼續(xù)開(kāi)門再打印一份
不可重入鎖：排隊(duì)拿到打印權(quán)（鑰匙）举瑰，開(kāi)門開(kāi)鎖捣辆，打印完畢，走人此迅，不可再繼續(xù)打第二份汽畴，除非排隊(duì)去
不可重入鎖：
public class Lock {
private boolean isLocked=false;
public? synchronized void lock(){
? ? while(isLocked){
//說(shuō)明已經(jīng)打印過(guò)，那么釋放鎖耸序，排隊(duì)去
wait();
? ? ?}
isLocked=true;
System.out.println("打印文件");
}
}
這是想重新打印一份的類?
public class Count{
Lock lock = new Lock();
public void print() throws InterruptedException{
lock.lock();
doAdd();
lock.unlock();
}
public void doAdd() throws InterruptedException{
lock.lock();
System.out.println("又想打印一張");
lock.unlock();
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Count c=new Count();
c.print();
}
}
這時(shí)候會(huì)出現(xiàn)不可重入鎖情況忍些，處于wait狀態(tài)，鎖又沒(méi)有釋放坎怪，相當(dāng)于打印完罢坝，叫你去排隊(duì)，你帶著鑰匙到后面排隊(duì)了搅窿，所有人都拿不到鑰匙了嘁酿，死鎖
改成可重入鎖：
設(shè)計(jì)思路，判斷是否當(dāng)前的線程男应，即是否同一個(gè)人獲得了打印權(quán)闹司，即拿到了開(kāi)門鑰匙，另外增加計(jì)數(shù)器沐飘，即開(kāi)鎖進(jìn)門和從門內(nèi)出來(lái)次數(shù)的相減值游桩，只有值為0，表示準(zhǔn)備交接下一人
public class Lock{
boolean isLocked = false;
Thread? lockedBy = null;
int lockedCount = 0;
public synchronized void lock()
throws InterruptedException{
Thread thread = Thread.currentThread();
while(isLocked && lockedBy != thread){
wait();
}
isLocked = true;
lockedCount++;
lockedBy = thread;
}
public synchronized void unlock(){
if(Thread.currentThread() == this.lockedBy){
lockedCount--;
if(lockedCount == 0){
isLocked = false;
notify();
}
}
}
另外一個(gè)例子
前言
相信學(xué)過(guò)java的人都知道 synchronized 這個(gè)關(guān)鍵詞薪铜，也知道它用于控制多線程對(duì)并發(fā)資源的安全訪問(wèn)众弓，興許，你還用過(guò)Lock相關(guān)的功能隔箍，但你可能從來(lái)沒(méi)有想過(guò)java中的鎖底層的機(jī)制是怎么實(shí)現(xiàn)的谓娃。如果真是這樣，而且你有興趣了解蜒滩，今天我將帶領(lǐng)你輕松的學(xué)習(xí)下java中非常重要滨达，也非衬坛恚基礎(chǔ)的可重入鎖-ReentrantLock的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。
聽(tīng)故事把知識(shí)掌握了
在一個(gè)村子里面捡遍，有一口井水锌订，水質(zhì)非常的好，村民們都想打井里的水画株。這井只有一口辆飘，村里的人那么多，所以得出個(gè)打水的規(guī)則才行谓传。村長(zhǎng)絞盡腦汁蜈项，最終想出了一個(gè)比較合理的方案，咱們來(lái)仔細(xì)的看看聰明的村長(zhǎng)大人的智慧续挟。
井邊安排一個(gè)看井人紧卒，維護(hù)打水的秩序。
打水時(shí)诗祸，以家庭為單位跑芳，哪個(gè)家庭任何人先到井邊，就可以先打水直颅，而且如果一個(gè)家庭占到了打水權(quán)博个，其家人這時(shí)候過(guò)來(lái)打水不用排隊(duì)。而那些沒(méi)有搶占到打水權(quán)的人功偿，一個(gè)一個(gè)挨著在井邊排成一隊(duì)坡倔，先到的排在前面。打水示意圖如下 ：
是不是感覺(jué)很和諧脖含，如果打水的人打完了，他會(huì)跟看井人報(bào)告投蝉，看井人會(huì)讓第二個(gè)人接著打水养葵。這樣大家總都能夠打到水。是不是看起來(lái)挺公平的瘩缆，先到的人先打水关拒，當(dāng)然不是絕對(duì)公平的，自己看看下面這個(gè)場(chǎng)景 :
看著庸娱，一個(gè)有娃的父親正在打水着绊，他的娃也到井邊了，所以女憑父貴直接排到最前面打水熟尉，羨煞旁人了归露。
以上這個(gè)故事模型就是所謂的公平鎖模型，當(dāng)一個(gè)人想到井邊打水斤儿，而現(xiàn)在打水的人又不是自家人剧包，這時(shí)候就得乖乖在隊(duì)列后面排隊(duì)恐锦。
事情總不是那么一帆風(fēng)順的，總會(huì)有些人想走捷徑疆液，話說(shuō)看井人年紀(jì)大了一铅，有時(shí)候，眼力不是很好堕油，這時(shí)候潘飘，人們開(kāi)始打起了新主意。新來(lái)打水的人掉缺，他們看到有人排隊(duì)打水的時(shí)候卜录，他們不會(huì)那么乖巧的就排到最后面去排隊(duì)，反之攀圈，他們會(huì)看看現(xiàn)在有沒(méi)有人正在打水暴凑，如果有人在打水，沒(méi)輒了赘来，只好排到隊(duì)列最后面现喳，但如果這時(shí)候前面打水的人剛剛打完水，正在交接中犬辰，排在隊(duì)頭的人還沒(méi)有完成交接工作嗦篱，這時(shí)候，新來(lái)的人可以嘗試搶打水權(quán)幌缝，如果搶到了灸促，呵呵，其他人也只能睜一只眼閉一只眼涵卵，因?yàn)榇蠹叶寄J(rèn)這個(gè)規(guī)則了浴栽。這就是所謂的非公平鎖模型。新來(lái)的人不一定總得乖乖排隊(duì)轿偎，這也就造成了原來(lái)隊(duì)列中排隊(duì)的人可能要等很久很久典鸡。
java可重入鎖-ReentrantLock實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)
ReentrantLock支持兩種獲取鎖的方式，一種是公平模型坏晦，一種是非公平模型萝玷。在繼續(xù)之前，咱們先把故事元素轉(zhuǎn)換為程序元素昆婿。
咱們先來(lái)說(shuō)說(shuō)公平鎖模型：
初始化時(shí)球碉， state=0，表示無(wú)人搶占了打水權(quán)仓蛆。這時(shí)候睁冬，村民A來(lái)打水(A線程請(qǐng)求鎖)，占了打水權(quán)看疙，把state+1痴突，如下所示：
線程A取得了鎖搂蜓，把 state原子性+1,這時(shí)候state被改為1，A線程繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù)辽装，然后來(lái)了村民B也想打水（線程B請(qǐng)求鎖）帮碰，線程B無(wú)法獲取鎖，生成節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排隊(duì)拾积，如下圖所示：
初始化的時(shí)候殉挽，會(huì)生成一個(gè)空的頭節(jié)點(diǎn)，然后才是B線程節(jié)點(diǎn)拓巧，這時(shí)候斯碌，如果線程A又請(qǐng)求鎖，是否需要排隊(duì)肛度？答案當(dāng)然是否定的傻唾，否則就直接死鎖了。當(dāng)A再次請(qǐng)求鎖承耿，就相當(dāng)于是打水期間冠骄，同一家人也來(lái)打水了，是有特權(quán)的加袋，這時(shí)候的狀態(tài)如下圖所示：
到了這里凛辣，相信大家應(yīng)該明白了什么是可重入鎖了吧。就是一個(gè)線程在獲取了鎖之后职烧，再次去獲取了同一個(gè)鎖扁誓，這時(shí)候僅僅是把狀態(tài)值進(jìn)行累加。如果線程A釋放了一次鎖蚀之，就成這樣了：
僅僅是把狀態(tài)值減了蝗敢，只有線程A把此鎖全部釋放了，狀態(tài)值減到0了足删，其他線程才有機(jī)會(huì)獲取鎖前普。當(dāng)A把鎖完全釋放后，state恢復(fù)為0壹堰，然后會(huì)通知隊(duì)列喚醒B線程節(jié)點(diǎn)，使B可以再次競(jìng)爭(zhēng)鎖骡湖。當(dāng)然贱纠，如果B線程后面還有C線程，C線程繼續(xù)休眠响蕴，除非B執(zhí)行完了谆焊，通知了C線程。注意浦夷，當(dāng)一個(gè)線程節(jié)點(diǎn)被喚醒然后取得了鎖辖试，對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)會(huì)從隊(duì)列中刪除辜王。
非公平鎖模型
如果你已經(jīng)明白了前面講的公平鎖模型，那么非公平鎖模型也就非常容易理解了罐孝。當(dāng)線程A執(zhí)行完之后呐馆，要喚醒線程B是需要時(shí)間的，而且線程B醒來(lái)后還要再次競(jìng)爭(zhēng)鎖莲兢，所以如果在切換過(guò)程當(dāng)中汹来，來(lái)了一個(gè)線程C，那么線程C是有可能獲取到鎖的改艇，如果C獲取到了鎖收班，B就只能繼續(xù)乖乖休眠了。這里就不再畫圖說(shuō)明了谒兄。
其它知識(shí)點(diǎn)
java5中添加了一個(gè)并發(fā)包摔桦， java.util.concurrent，里面提供了各種并發(fā)的工具類承疲，通過(guò)此工具包邻耕，可以在java當(dāng)中實(shí)現(xiàn)功能非常強(qiáng)大的多線程并發(fā)操作。對(duì)于每個(gè)java攻城獅纪隙，我覺(jué)得非常有必要了解這個(gè)包的功能赊豌。雖然做不到一步到位，但慢慢虛心學(xué)習(xí)绵咱，沉下心來(lái)碘饼，總能慢慢領(lǐng)悟到j(luò)ava多線程編程的精華。
結(jié)束語(yǔ)
可重入鎖的實(shí)現(xiàn)會(huì)涉及到CAS悲伶，AQS艾恼，java內(nèi)存可見(jiàn)性(volatile)等知識(shí)，為了避免大家直接被代碼搞暈麸锉，故而想以最簡(jiǎn)單的方式把可重入鎖進(jìn)行抽象钠绍，講明白其中的實(shí)現(xiàn)原理，這樣看起源碼也有個(gè)借鑒的思路花沉，希望本篇能夠幫助到你們柳爽。
