Java多线程：ReentrantLock的使用和Condition

ReentrantLock

ReentrantLock，一个可重入的互斥锁，它具有与使用synchronized方法和语句所访问的隐式监视器锁相同的一些基本行为和语义，但功能更强大。

ReentrantLock基本用法

先来看一下ReentrantLock的基本用法：

 public class ThreadDomain38 {private Lock lock = new ReentrantLock();public void testMethod() {try {lock.lock();for (int i = 0; i < 2; i++) {System.out.println("ThreadName = " + Thread.currentThread().getName() +", i = " + i);}} finally {lock.unlock();}}}public class MyThread38 extends Thread {private ThreadDomain38 td;public MyThread38(ThreadDomain38 td) {this.td = td;}public void run() {td.testMethod();}}public static void main(String[] args) {ThreadDomain38 td = new ThreadDomain38();MyThread38 mt0 = new MyThread38(td);MyThread38 mt1 = new MyThread38(td);MyThread38 mt2 = new MyThread38(td);mt0.start();mt1.start();mt2.start();}

看一下运行结果：

ThreadName = Thread-1, i = 0

ThreadName = Thread-1, i = 1

ThreadName = Thread-0, i = 0

ThreadName = Thread-0, i = 1

ThreadName = Thread-2, i = 0

ThreadName = Thread-2, i = 1

没有任何的交替，数据都是分组打印的，说明了一个线程打印完毕之后下一个线程才可以获得锁去打印数据，这也证明了ReentrantLock具有加锁的功能

ReentrantLock持有的是对象监视器

前面已经证明了ReentrantLock具有加锁功能，但我们还不知道ReentrantLock持有的是什么锁，因此写个例子看一下：

public class ThreadDomain39{private Lock lock = new ReentrantLock();public void methodA(){try{lock.lock();System.out.println("MethodA begin ThreadName = " + Thread.currentThread().getName());Thread.sleep(5000);System.out.println("MethodA end ThreadName = " + Thread.currentThread().getName());}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}finally{lock.unlock();}}public void methodB(){lock.lock();System.out.println("MethodB begin ThreadName = " + Thread.currentThread().getName());System.out.println("MethodB begin ThreadName = " + Thread.currentThread().getName());lock.unlock();}}

写两个线程分别调用methodA()和methodB()方法：

public class MyThread39_0 extends Thread {private ThreadDomain39 td;public MyThread39_0(ThreadDomain39 td) {this.td = td;}public void run() {td.methodA();}}public class MyThread39_1 extends Thread {private ThreadDomain39 td;public MyThread39_1(ThreadDomain39 td) {this.td = td;}public void run() {td.methodB();}}

写一个main函数启动这两个线程：

public static void main(String[] args) {ThreadDomain39 td = new ThreadDomain39();MyThread39_0 mt0 = new MyThread39_0(td);MyThread39_1 mt1 = new MyThread39_1(td);mt0.start();mt1.start();}

看一下运行结果：

MethodB begin ThreadName = Thread-1

MethodB begin ThreadName = Thread-1

MethodA begin ThreadName = Thread-0

MethodA end ThreadName = Thread-0

看不见时间，不过第四确实是格了5秒左右才打印出来的。从结果来看，已经证明了ReentrantLock持有的是对象监视器，可以写一段代码进一步证明这一结论，即去掉methodB()内部和锁相关的代码，只留下两句打印语句：

MethodA begin ThreadName = Thread-0

MethodB begin ThreadName = Thread-1

MethodB begin ThreadName = Thread-1

MethodA end ThreadName = Thread-0

看到交替打印了，进一步证明了ReentrantLock持有的是"对象监视器"的结论。

不过注意一点，ReentrantLock虽然持有对象监视器，但是和synchronized持有的对象监视器不是一个意思，虽然我也不清楚两个持有的对象监视器有什么区别，不过把methodB()方法用synchronized修饰，methodA()不变，两个方法还是异步运行的，所以就记一个结论吧----ReentrantLock和synchronized持有的对象监视器不同。

另外，千万别忘了，ReentrantLock持有的锁是需要手动去unlock()的

Condition

synchronized与wait()和nitofy()/notifyAll()方法相结合可以实现等待/通知模型，ReentrantLock同样可以，但是需要借助Condition，且Condition有更好的灵活性，具体体现在：

1、一个Lock里面可以创建多个Condition实例，实现多路通知

2、notify()方法进行通知时，被通知的线程时Java虚拟机随机选择的，但是ReentrantLock结合Condition可以实现有选择性地通知，这是非常重要的

public Condition conditionA = lock.newCondition();public Condition conditionB = lock.newCondition();conditionA.await(); //使用conditionA进行等待conditionB.await(); //使用conditionB进行等待conditionA.signalAll(); //通知所有在conditionA上等待的线程conditionB.signalAll(); //通知所有在conditionA上等待的线程

看一下利用Condition实现等待/通知模型的最简单用法，下面的代码注意一下，await()和signal()之前，必须要先lock()获得锁，使用完毕在finally中unlock()释放锁，这和wait()/notify()/notifyAll()使用前必须先获得对象锁是一样的：

public class ThreadDomain40 {private Lock lock = new ReentrantLock();private Condition condition = lock.newCondition();public void await() {try {lock.lock();System.out.println("await时间为：" + System.currentTimeMillis());condition.await();System.out.println("await等待结束");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}public void signal() {try {lock.lock();System.out.println("signal时间为：" + System.currentTimeMillis());condition.signal();} finally {lock.unlock();}}}public class MyThread40 extends Thread {private ThreadDomain40 td;public MyThread40(ThreadDomain40 td) {this.td = td;}public void run() {td.await();}}public static void main(String[] args) throws Exception {ThreadDomain40 td = new ThreadDomain40();MyThread40 mt = new MyThread40(td);mt.start();Thread.sleep(3000);td.signal();}

看一下运行结果：

await时间为：1443970329524

signal时间为：1443970332524

await等待结束

差值是3000毫秒也就是3秒，符合代码预期，成功利用ReentrantLock的Condition实现了等待/通知模型。其实这个例子还证明了一点，Condition的await()方法是释放锁的，原因也很简单，要是await()方法不释放锁，那么signal()方法又怎么能调用到Condition的signal()方法呢？

注意要是用一个Condition的话，那么多个线程被该Condition给await()后，调用Condition的signalAll()方法唤醒的是所有的线程。如果想单独唤醒部分线程该怎么办呢？new出多个Condition就可以了，这样也有助于提升程序运行的效率。使用多个Condition的场景是很常见的，像ArrayBlockingQueue里就有。