浅谈Java多线程互斥锁

为了解决竞争条件带来的问题，我们可以对资源上锁。多个线程共同读写的资源称为共享资源，也叫临界资源。涉及操作临界资源的代码区域称为临界区（Critical Section）。同一时刻，只能有一个线程进入临界区。我们把这种情况称为互斥，即不允许多个线程同时对共享资源进行操作，在同一时间只能被一个线程所占有的锁称之为Java多线程互斥锁。

互斥锁在java中的实现就是 ReetranLock , 在访问一个同步资源时，它的对象需要通过方法 tryLock() 获得这个锁，如果失败，返回 false，成功返回true。根据返回的信息来判断是否要访问这个被同步的资源。ReentrantLock 互斥锁是可重入锁，即某一线程可多次获得该锁。

进入临界区前，需要先获得互斥锁。如果已经有线程正在使用资源，那么需要一直等待，直到其它线程归还互斥锁。

操作完共享资源之后，即退出临界区时，需要归还互斥锁，以便其它等待使用该资源的线程能够进入临界区。

伪代码示例：

wait(lock); //获得互斥锁

{

    临界区，操作共享资源

}

signal(lock); //归还互斥锁

Java 中可以使用 ReentrantLock 对临界区上锁，防止多个线程同时进入临界区：

private static Lock bufferLock = new ReentrantLock();

public static void print(String msg) {

    bufferLock.lock();

    //临界区，操作临界资源 globalBuffer

    bufferLock.unlock();

}

这里我们只需要在临界区前使用 lock() 上锁，在临界区后使用 unlock() 解锁即可，java.util.concurrent 帮我们实现了临界区前判断锁状态的工作，会自己决定是阻塞还是进入临界区。

synchronized 关键字

java 为我们提供了更加简便的方式，用于实现临界区的互斥。

例如，我们可以为操作共享资源的函数加上 synchronized 关键字：

public synchronized void myFunction() {

    //操作共享资源 A

}

通过这种方式，能够确保同一时刻最多只有一个线程在执行该函数。如果资源 A 只在该函数中读写，那么可以保证资源 A 不会出现被多个线程同时读写的情况。

但是，如果在其它函数中也对共享资源 A 进行操作，那么就不能使用这种方式来实现资源的使用互斥。因为即使这些函数都声明为 synchronized，也只是说明同一时刻不能有多个线程执行同一个函数，但允许多个线程同时执行不同的函数，而这些函数都在操作同一个资源 A。

下面我们给出另一种方法来实现资源使用的互斥锁。

synchronized 代码块

通过声明函数为 synchronized 的方式，只能实现函数体的互斥。要确保资源使用的互斥，即同一时刻只能有一个线程使用该资源，可以将操作资源 A 的语句放入 synchronized 代码块：

public void function1() {

    ......

    synchronized (A) {

        //操作资源 A

    }

    ......

}

public void function2() {

    ......

    synchronized (A) {

        //操作资源 A

    }

    ......

}

这样，对于资源 A 来说，同一时刻，只能有一个对应的 synchronized 代码块执行。因此，无论是在哪个地方使用资源 A，都不会出现多个线程竞争该资源的情况。

由ReentrantLock 的构造函数可见，在实例化 ReentrantLock 的时候我们可以选择实例化一个公平锁或非公平锁，而默认会构造一个非公平锁。公平锁与非公平锁区别在于竞争锁时的有序与否。Java多线程互斥锁ReentrantLock是通过继承接口Lock而实现的，类似的还有继承 ReadWriteLock 实现的 ReentrantReadWriteLock（读写锁），对此，在本站的Java多线程教程中有进一步的讲解。