java中Lock API概述

管理对共享资源的访问对于并发编程中确保数据一致性非常重要。传统的synchronized关键字对于公平性、立即获取锁、等待特定时间获取锁等复杂场景缺乏灵活性。Java 1.5中引入了Lock、ReadWriteLock和StampedLock API来解决这些限制，并为开发人员提供了很好的控制来处理共享资源访问。它们是 java.util.concurrent 包的一部分。

锁定API

Lock API 是一个接口，提供以下方法来处理线程同步。

• void lock() 用于获取锁。如果锁不可用，线程将被阻塞，直到获取锁。
• void lockInterruptically() 与lock()相同，但该线程可以被中断。
• boolean tryLock() 如果获得锁则返回true；否则为假。如果没有授予锁，线程不会被阻塞。
• boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) 与 tryLock() 相同，但仅等待指定的时间。
• voidunlock()释放锁。
• Condition newCondition() 为线程提供在执行关键部分时等待某些条件发生的能力。

可重入锁

• ReentrantLock 类实现了 Lock 接口。 
• 可重入锁允许线程多次获取锁并多次释放它。
• 如果你想要公平策略，请使用 ReentrantLock 的参数化构造函数。
• 如果启用公平性，它会确保等待时间最长的线程能够访问锁。
• 使用finally块释放锁以避免死锁情况。

ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); //fair lock
public void methodExecution() {
    lock.lock();
    try {
        // Critical section here
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

读写锁API

ReadWriteLock API 是一个接口，维护一对锁来维护读写场景。如果没有写入者，读锁可以由多个线程同时持有。写锁是独占的。

• Lock readLock() - 返回用于读取的锁。
• Lock writeLock() - 返回用于写入的锁。

关键规则

• 如果有读锁，则无法获取写锁。
• 如果拥有写锁，则无法在任何其他线程中获取读锁。
• 如果你有一个写锁，你可以在同一个线程中获取另一个写锁。
• 当没有其他读或写锁处于活动状态时，允许写锁。
• 等待写锁时，不允许来自其他线程的新读锁。

可重入读写锁

• ReentrantReadWriteLock 类实现了 ReadWriteLock 接口。
• 如果我们有更多的阅读量而不是写入量，那么很有用。

示例：在微服务通信中，假设服务 B 需要来自服务 A 的 JWT。JWT 由服务 A 生成，并且可以缓存几分钟。在这种情况下ReentrantReadWriteLock会更有用。如果令牌过期或即将过期，我们可以更新令牌。我在这里不获取读锁以避免读饥饿。

ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); //fair lock
public void methodExecution() {
    lock.lock();
    try {
        // Critical section here
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

印记锁API

StampedLock 是在 Java 8 中引入的，它是一个类。它支持三种锁定模式并返回用于释放锁定的标记。它允许锁升级。

1. 读锁允许多个线程并发读取。
2. Write Lock 返回用于写入的锁。
3. 乐观读锁允许线程在不获取传统读锁的情况下进行读取，从而避免争用，从而提高性能。

• long writeLock() 获取独占锁，必要时阻塞直至可用。
• void unlockWrite(long stamp) 释放写锁。
• long readLock() 获取读锁，如果正在进行写锁则阻塞。
• void unlockRead(long stamp) 释放读锁。
• long tryOptimisticRead() 返回一个稍后可以验证的标记，如果独占锁定则返回零。
• boolean validate(long stamp) 如果自给定戳记发布以来尚未独占获取锁（写锁），则返回 true；否则，错误。
• long tryConvertToWriteLock(long stamp) 将读锁或乐观锁升级为写锁。阻塞直到可用。

要点：

• 它是不可重入，这意味着持有锁的线程无法再次获取它。
• 不支持条件。
• 它不支持公平。

String jwt = JwtUtil.generateJwt();
ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
Lock writeLock = lock.writeLock();
Lock readLock = lock.readLock();

public String getJwt(String key, String value) {
    if (StringUtils.hasLength(jwt)) {
        if (JwtUtil.isJwtEligibleToRenew(jwt)) {
            generateJwt();
        }
    } else {
        generateJwt();
    }
    return this.jwt;
}

public void generateJwt() {
    this.writeLock.lock(); //write lock
    try {
        if (JwtUtil.isJwtEligibleToRenew(jwt)) {
            this.jwt = JwtUtil.generateJwt();
        }
    } finally {
        this.writeLock.unlock(); //release write lock
    }
}

乐观的阅读示例。这允许线程在不获取传统读锁的情况下进行读取，从而避免了锁争用，从而提高了性能。如果在获取乐观读锁时间后获取了任何写锁，validate() 将返回 false，否则返回 true。

public void readAndWrite() {
    long l = this.stampedLock.readLock();
    try {
        //critical section
    } finally {
        this.stampedLock.unlock(l);
    }

    long w = this.stampedLock.writeLock();
    try {
        //critical section
    } finally {
        this.stampedLock.unlock(w);
    }
}

快乐编码和学习！！！

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以上是java中Lock API概述的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！