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聊聊ReentrantLock 中的四个坑!

亿华云2025-10-03 02:29:32【系统运维】9人已围观

简介作者 | 王磊来源 | Java中文社群(ID:javacn666)转载请联系授权(微信ID:GG_Stone)JDK 1.5 之前 synchronized 的性能是比较低的,但在 JDK 1.5

作者 | 王磊

来源 | Java中文社群(ID:javacn666)

转载请联系授权(微信ID:GG_Stone)

JDK 1.5 之前 synchronized 的聊聊性能是比较低的,但在 JDK 1.5 中,聊聊官方推出一个重量级功能 Lock,聊聊一举改变了 Java 中锁的聊聊格局。JDK 1.5 之前当我们谈到锁时,聊聊只能使用内置锁 synchronized,聊聊但如今我们锁的聊聊实现又多了一种显式锁 Lock。

本文咱们重点来看 Lock。聊聊

Lock 简介

Lock 是聊聊一个顶级接口,它的聊聊所有方法如下图所示:

它的子类列表如下:

 

我们通常会使用 ReentrantLock 来定义其实例,它们之间的聊聊关联如下图所示:

“PS:Sync 是同步锁的意思,FairSync 是聊聊公平锁,NonfairSync 是聊聊非公平锁。

ReentrantLock 使用

学习任何一项技能都是聊聊先从使用开始的,所以我们也不例外,聊聊咱们先来看下 ReentrantLock 的基础使用:

publicclass LockExample {      // 创建锁对象     privatefinal ReentrantLock lock = new ReentrantLock();     public void method() {          // 加锁操作         lock.lock();         try {              // 业务代码......         } finally {              // 释放锁             lock.unlock();         }     } } 

ReentrantLock 在创建之后,有两个关键性的操作:

加锁操作:lock() 释放锁操作:unlock()

ReentrantLock 中的源码下载

1.ReentrantLock 默认为非公平锁

很多人会认为(尤其是新手朋友),ReentrantLock 默认的实现是公平锁,其实并非如此,ReentrantLock 默认情况下为非公平锁(这主要是出于性能方面的考虑),比如下面这段代码:

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; publicclass LockExample {      // 创建锁对象     privatestaticfinal ReentrantLock lock = new ReentrantLock();     public static void main(String[] args) {          // 定义线程任务         Runnable runnable = new Runnable() {              @Override             public void run() {                  // 加锁                 lock.lock();                 try {                      // 打印执行线程的名字                     System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName());                 } finally {                      // 释放锁                     lock.unlock();                 }             }         };         // 创建多个线程         for (int i = 0; i < 10; i++) {              new Thread(runnable).start();         }     } } 

以上程序的执行结果如下:

从上述执行的结果可以看出,ReentrantLock 默认情况下为非公平锁。因为线程的名称是根据创建的先后顺序递增的,所以如果是公平锁,那么线程的执行应该是有序递增的,但从上述的结果可以看出,线程的执行和打印是无序的,这说明 ReentrantLock 默认情况下为非公平锁。

想要将 ReentrantLock 设置为公平锁也很简单,云服务器提供商只需要在创建 ReentrantLock 时,设置一个 true 的构造参数就可以了,如下代码所示:

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; publicclass LockExample {      // 创建锁对象(公平锁)     privatestaticfinal ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);     public static void main(String[] args) {          // 定义线程任务         Runnable runnable = new Runnable() {              @Override             public void run() {                  // 加锁                 lock.lock();                 try {                      // 打印执行线程的名字                     System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName());                 } finally {                      // 释放锁                     lock.unlock();                 }             }         };         // 创建多个线程         for (int i = 0; i < 10; i++) {              new Thread(runnable).start();         }     } } 

以上程序的执行结果如下:

从上述结果可以看出,当我们显式的给 ReentrantLock 设置了 true 的构造参数之后,ReentrantLock 就变成了公平锁,线程获取锁的顺序也变成有序的了。

其实从 ReentrantLock 的源码我们也可以看出它究竟是公平锁还是非公平锁,ReentrantLock 部分源码实现如下:

public ReentrantLock() {       sync = new NonfairSync();  } public ReentrantLock(boolean fair) {      sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync(); } 

从上述源码中可以看出,默认情况下 ReentrantLock 会创建一个非公平锁,如果在创建时显式的设置构造参数的值为 true 时,它就会创建一个公平锁。

2.在 finally 中释放锁

使用 ReentrantLock 时一定要记得释放锁,否则就会导致该锁一直被占用,其他使用该锁的线程则会永久的等待下去,所以我们在使用 ReentrantLock 时,一定要在 finally 中释放锁,这样就可以保证锁一定会被释放。

反例

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; publicclass LockExample {      // 创建锁对象     privatestaticfinal ReentrantLock lock = new ReentrantLock();     public static void main(String[] args) {          // 加锁操作         lock.lock();         System.out.println("Hello,ReentrantLock.");         // 此处会报异常,导致锁不能正常释放         int number = 1 / 0;         // 释放锁         lock.unlock();         System.out.println("锁释放成功!");     } } 

以上程序的执行结果如下:

从上述结果可以看出,亿华云计算当出现异常时锁未被正常释放,这样就会导致其他使用该锁的线程永久的处于等待状态。

正例

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; publicclass LockExample {      // 创建锁对象     privatestaticfinal ReentrantLock lock = new ReentrantLock();     public static void main(String[] args) {          // 加锁操作         lock.lock();         try {              System.out.println("Hello,ReentrantLock.");             // 此处会报异常             int number = 1 / 0;         } finally {              // 释放锁             lock.unlock();             System.out.println("锁释放成功!");         }     } } 

以上程序的执行结果如下:

从上述结果可以看出,虽然方法中出现了异常情况,但并不影响 ReentrantLock 锁的释放操作,这样其他使用此锁的线程就可以正常获取并运行了。

3.锁不能被释放多次

lock 操作的次数和 unlock 操作的次数必须一一对应,且不能出现一个锁被释放多次的情况,因为这样就会导致程序报错。

反例

一次 lock 对应了两次 unlock 操作,导致程序报错并终止执行,示例代码如下:

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; publicclass LockExample {      // 创建锁对象     privatestaticfinal ReentrantLock lock = new ReentrantLock();     public static void main(String[] args) {          // 加锁操作         lock.lock();         // 第一次释放锁         try {              System.out.println("执行业务 1~");             // 业务代码 1......         } finally {              // 释放锁             lock.unlock();             System.out.println("锁释锁");         }         // 第二次释放锁         try {              System.out.println("执行业务 2~");             // 业务代码 2......         } finally {              // 释放锁             lock.unlock();             System.out.println("锁释锁");         }         // 最后的打印操作         System.out.println("程序执行完成.");     } } 

以上程序的执行结果如下:

从上述结果可以看出,执行第 2 个 unlock 时,程序报错并终止执行了,导致异常之后的代码都未正常执行。

4.lock 不要放在 try 代码内

在使用 ReentrantLock 时,需要注意不要将加锁操作放在 try 代码中,这样会导致未加锁成功就执行了释放锁的操作,从而导致程序执行异常。

反例

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; publicclass LockExample {      // 创建锁对象     privatestaticfinal ReentrantLock lock = new ReentrantLock();     public static void main(String[] args) {          try {              // 此处异常             int num = 1 / 0;             // 加锁操作             lock.lock();         } finally {              // 释放锁             lock.unlock();             System.out.println("锁释锁");         }         System.out.println("程序执行完成.");     } } 

以上程序的执行结果如下:

从上述结果可以看出,如果将加锁操作放在 try 代码中,可能会导致两个问题:

未加锁成功就执行了释放锁的操作,从而导致了新的异常; 释放锁的异常会覆盖程序原有的异常,从而增加了排查问题的难度。

总结

本文介绍了 Java 中的显式锁 Lock 及其子类 ReentrantLock 的使用和注意事项,Lock 在 Java 中占据了锁的半壁江山,但在使用时却要注意 4 个问题:

默认情况下 ReentrantLock 为非公平锁而非公平锁; 加锁次数和释放锁次数一定要保持一致,否则会导致线程阻塞或程序异常; 加锁操作一定要放在 try 代码之前,这样可以避免未加锁成功又释放锁的异常; 释放锁一定要放在 finally 中,否则会导致线程阻塞。

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