摘要：的鎖是非公平鎖，默認(rèn)情況下也是非公平鎖，但可以通過帶布爾值的構(gòu)造函數(shù)要求使用公平鎖。有序性，是保證線程內(nèi)串行語義，避免指令重排等。公平性是減少線程饑餓個(gè)別線程長期等待鎖，但始終無法獲取情況發(fā)生的一個(gè)辦法。

1.Synchronize和ReentrantLock區(qū)別

1.1 相似點(diǎn)

1.2 區(qū)別

1.3 什么是線程安全問題？如何理解

1.4 線程安全需要保證幾個(gè)基本特性

2.Synchronize在編譯時(shí)如何實(shí)現(xiàn)鎖機(jī)制

3.ReentrantLock使用方法

4.ReentrantLock鎖機(jī)制測試案例分析

4.1 代碼案例分析

4.2 什么時(shí)候選擇用ReentrantLock

4.3 公平鎖和非公平鎖有何區(qū)別

5.問答測試題

5.1 ReentrantLock和synchronized使用分析

博客筆記大匯總【16年3月到至今】，包括Java基礎(chǔ)及深入知識點(diǎn)，Android技術(shù)博客，Python學(xué)習(xí)筆記等等，還包括平時(shí)開發(fā)中遇到的bug匯總，當(dāng)然也在工作之余收集了大量的面試題，長期更新維護(hù)并且修正，持續(xù)完善……開源的文件是markdown格式的！同時(shí)也開源了生活博客，從12年起，積累共計(jì)47篇[近20萬字]，轉(zhuǎn)載請注明出處，謝謝！

鏈接地址：https://github.com/yangchong2...

如果覺得好，可以star一下，謝謝！當(dāng)然也歡迎提出建議，萬事起于忽微，量變引起質(zhì)變！

01.Synchronize深入解析

Synchronize深入解析，sychonized method 和 synchonized代碼塊的效率問題

02.Synchronize和ReentrantLock區(qū)別

Synchronize和ReentrantLock區(qū)別，Synchronize在編譯時(shí)如何實(shí)現(xiàn)鎖機(jī)制，ReentrantLock鎖機(jī)制測試案例分析，公平鎖和非公平鎖有何區(qū)別等等

03.死鎖的發(fā)生，定位與修復(fù)

死鎖的概念和產(chǎn)生死鎖的根本原因是什么？死鎖的預(yù)防策略中資源有序分配策略是什么。死鎖發(fā)生的場景，死鎖的危害，出現(xiàn)死鎖需要滿足條件分析，如何預(yù)防死鎖，如何定位死鎖，以及死鎖修復(fù)方案分析等等

這兩種同步方式有很多相似之處，它們都是加鎖方式同步，而且都是阻塞式的同步，也就是說當(dāng)如果一個(gè)線程獲得了對象鎖，進(jìn)入了同步塊，其他訪問該同步塊的線程都必須阻塞在同步塊外面等待，而進(jìn)行線程阻塞和喚醒的代價(jià)是比較高的（操作系統(tǒng)需要在用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)之間來回切換，代價(jià)很高，不過可以通過對鎖優(yōu)化進(jìn)行改善）。

1.2.1 API層面

這兩種方式最大區(qū)別就是對于Synchronized來說，它是java語言的關(guān)鍵字，是原生語法層面的互斥，需要jvm實(shí)現(xiàn)。而ReentrantLock它是JDK 1.5之后提供的API層面的互斥鎖，需要lock()和unlock()方法配合try/finally語句塊來完成。

synchronized既可以修飾方法，也可以修飾代碼塊。

//synchronized修飾一個(gè)方法時(shí)，這個(gè)方法叫同步方法。
public synchronized void test() {
//方法體``

}

synchronized（Object） {
//括號中表示需要鎖的對象.
//線程執(zhí)行的時(shí)候會對Object上鎖
}

ReentrantLock使用

private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void run() {
    lock.lock();
    try{
        for(int i=0;i<5;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }finally{
        lock.unlock();
    }
}

1.2.2 等待可中斷

等待可中斷是指當(dāng)持有鎖的線程長期不釋放鎖的時(shí)候，正在等待的線程可以選擇放棄等待，改為處理其他事情。可等待特性對處理執(zhí)行時(shí)間非常長的同步快很有幫助。

具體來說，假如業(yè)務(wù)代碼中有兩個(gè)線程，Thread1 Thread2。假設(shè) Thread1 獲取了對象object的鎖，Thread2將等待Thread1釋放object的鎖。

使用synchronized。如果Thread1不釋放，Thread2將一直等待，不能被中斷。synchronized也可以說是Java提供的原子性內(nèi)置鎖機(jī)制。內(nèi)部鎖扮演了互斥鎖（mutual exclusion lock ，mutex）的角色，一個(gè)線程引用鎖的時(shí)候，別的線程阻塞等待。

使用ReentrantLock。如果Thread1不釋放，Thread2等待了很長時(shí)間以后，可以中斷等待，轉(zhuǎn)而去做別的事情。

1.2.3 公平鎖

公平鎖是指多個(gè)線程在等待同一個(gè)鎖時(shí)，必須按照申請的時(shí)間順序來依次獲得鎖；而非公平鎖則不能保證這一點(diǎn)。非公平鎖在鎖被釋放時(shí)，任何一個(gè)等待鎖的線程都有機(jī)會獲得鎖。

synchronized的鎖是非公平鎖，ReentrantLock默認(rèn)情況下也是非公平鎖，但可以通過帶布爾值的構(gòu)造函數(shù)要求使用公平鎖。

ReentrantLock 構(gòu)造器的一個(gè)參數(shù)是boolean值，它允許您選擇想要一個(gè)公平（fair）鎖，還是一個(gè)不公平（unfair）鎖。公平鎖：使線程按照請求鎖的順序依次獲得鎖, 但是有成本;不公平鎖：則允許討價(jià)還價(jià)

那么如何用代碼設(shè)置公平鎖呢？如下所示

1.2.4 鎖綁定多個(gè)條件

ReentrantLock可以同時(shí)綁定多個(gè)Condition對象，只需多次調(diào)用newCondition方法即可。

synchronized中，鎖對象的wait()和notify()或notifyAll()方法可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)隱含的條件。但如果要和多于一個(gè)的條件關(guān)聯(lián)的時(shí)候，就不得不額外添加一個(gè)鎖。

如果你的代碼所在的進(jìn)程中有多個(gè)線程在同時(shí)運(yùn)行，而這些線程可能會同時(shí)運(yùn)行這段代碼。如果每次運(yùn)行結(jié)果和單線程運(yùn)行的結(jié)果是一樣的，而且其他的變量的值也和預(yù)期的是一樣的，就是線程安全的，或者說:一個(gè)類或者程序所提供的接口對于線程來說是原子操作或者多個(gè)線程之間的切換不會導(dǎo)致該接口的執(zhí)行結(jié)果存在二義性,也就是說我們不用考慮同步的問題 。

1、原子性，簡單說就是相關(guān)操作不會中途被其他線程干擾，一般通過同步機(jī)制實(shí)現(xiàn)。

2、可見性，是一個(gè)線程修改了某個(gè)共享變量，其狀態(tài)能夠立即被其他線程知曉，通常被解釋為將線程本地狀態(tài)反映到主內(nèi)存上，volatile 就是負(fù)責(zé)保證可見性的。

3、有序性，是保證線程內(nèi)串行語義，避免指令重排等。

Synchronized進(jìn)過編譯，會在同步塊的前后分別形成monitorenter和monitorexit這個(gè)兩個(gè)字節(jié)碼指令。在執(zhí)行monitorenter指令時(shí)，首先要嘗試獲取對象鎖。如果這個(gè)對象沒被鎖定，或者當(dāng)前線程已經(jīng)擁有了那個(gè)對象鎖，把鎖的計(jì)算器加1，相應(yīng)的，在執(zhí)行monitorexit指令時(shí)會將鎖計(jì)算器就減1，當(dāng)計(jì)算器為0時(shí)，鎖就被釋放了。如果獲取對象鎖失敗，那當(dāng)前線程就要阻塞，直到對象鎖被另一個(gè)線程釋放為止。

ReentrantLock是java.util.concurrent包下提供的一套互斥鎖，相比Synchronized，ReentrantLock類提供了一些高級功能，主要有以下3項(xiàng)：

1.等待可中斷，持有鎖的線程長期不釋放的時(shí)候，正在等待的線程可以選擇放棄等待，這相當(dāng)于Synchronized來說可以避免出現(xiàn)死鎖的情況。

2.公平鎖，多個(gè)線程等待同一個(gè)鎖時(shí)，必須按照申請鎖的時(shí)間順序獲得鎖，Synchronized鎖非公平鎖，ReentrantLock默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)是創(chuàng)建的非公平鎖，可以通過參數(shù)true設(shè)為公平鎖，但公平鎖表現(xiàn)的性能不是很好。

3.鎖綁定多個(gè)條件，一個(gè)ReentrantLock對象可以同時(shí)綁定對個(gè)對象。

使用方法代碼如下

private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void run() {
    lock.lock();
    try{
        for(int i=0;i<5;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }finally{
        lock.unlock();
    }
}

注意問題：為保證鎖釋放，每一個(gè) lock() 動作，建議都立即對應(yīng)一都立即對應(yīng)一個(gè) try-catch-finally

代碼如下所示

private void test2() {
    Runnable t1 = new MyThread();
    new Thread(t1,"t1").start();
    new Thread(t1,"t2").start();
}

class MyThread implements Runnable {
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    public void run() {
        lock.lock();
        try{
            for(int i=0;i<5;i++){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
            }
        }finally{
            lock.unlock();
        }
    }
}

//打印值如下所示
10-17 17:06:59.222 6531-6846/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: t1:0
10-17 17:06:59.222 6531-6846/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: t1:1
10-17 17:06:59.222 6531-6846/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: t1:2
10-17 17:06:59.222 6531-6846/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: t1:3
10-17 17:06:59.222 6531-6846/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: t1:4
10-17 17:06:59.224 6531-6847/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: t2:0
10-17 17:06:59.225 6531-6847/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: t2:1
10-17 17:06:59.225 6531-6847/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: t2:2
10-17 17:06:59.225 6531-6847/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: t2:3
10-17 17:06:59.225 6531-6847/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: t2:4

適用場景：時(shí)間鎖等候、可中斷鎖等候、無塊結(jié)構(gòu)鎖、多個(gè)條件變量或者鎖投票

在確實(shí)需要一些 synchronized所沒有的特性的時(shí)候，比如時(shí)間鎖等候、可中斷鎖等候、無塊結(jié)構(gòu)鎖、多個(gè)條件變量或者鎖投票。 ReentrantLock 還具有可伸縮性的好處，應(yīng)當(dāng)在高度爭用的情況下使用它，但是請記住，大多數(shù) synchronized 塊幾乎從來沒有出現(xiàn)過爭用，所以可以把高度爭用放在一邊。我建議用 synchronized 開發(fā)，直到確實(shí)證明 synchronized 不合適，而不要僅僅是假設(shè)如果使用 ReentrantLock “性能會更好”。請記住，這些是供高級用戶使用的高級工具。（而且，真正的高級用戶喜歡選擇能夠找到的最簡單工具，直到他們認(rèn)為簡單的工具不適用為止。）。一如既往，首先要把事情做好，然后再考慮是不是有必要做得更快。

使用場景代碼展示【摘自ThreadPoolExecutor類，這個(gè)類中很多地方用到了這個(gè)鎖。自己可以查看】：

/**
 * Rolls back the worker thread creation.
 * - removes worker from workers, if present
 * - decrements worker count
 * - rechecks for termination, in case the existence of this

 */
private void addWorkerFailed(Worker w) {
    final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    mainLock.lock();
    try {
        if (w != null)
            workers.remove(w);
        decrementWorkerCount();
        tryTerminate();
    } finally {
        mainLock.unlock();
    }
}
```

公平性是指在競爭場景中，當(dāng)公平性為真時(shí)，會傾向于將鎖賦予等待時(shí)間最久的線程。公平性是減少線程“饑餓”（個(gè)別線程長期等待鎖，但始終無法獲取）情況發(fā)生的一個(gè)辦法。

1、公平鎖能保證：老的線程排隊(duì)使用鎖，新線程仍然排隊(duì)使用鎖。

2、非公平鎖保證：老的線程排隊(duì)使用鎖；但是無法保證新線程搶占已經(jīng)在排隊(duì)的線程的鎖。

看下面代碼案例所示：可以得出結(jié)論，公平鎖指的是哪個(gè)線程先運(yùn)行，那就可以先得到鎖。非公平鎖是不管線程是否是先運(yùn)行，新的線程都有可能搶占已經(jīng)在排隊(duì)的線程的鎖。

private void test3() {
    Service service = new Service();
    ThreadClass tcArray[] = new ThreadClass[10];
    for(int i=0;i<10;i++){
        tcArray[i] = new ThreadClass(service);
        tcArray[i].start();
    }
}

public class Service {
    ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);
    Service() {
    }

    void getThreadName() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 已經(jīng)被鎖定");
    }
}
public class ThreadClass extends Thread{
    private Service service;
    ThreadClass(Service service) {
        this.service = service;
    }
    public void run(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 搶到了鎖");
        service.lock.lock();
        service.getThreadName();
        service.lock.unlock();
    }
}
//當(dāng)ReentrantLock設(shè)置true，也就是公平鎖時(shí)
10-17 19:32:22.422 6459-6523/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-5 搶到了鎖
10-17 19:32:22.422 6459-6523/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-5 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:32:22.424 6459-6524/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-6 搶到了鎖
10-17 19:32:22.424 6459-6524/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-6 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:32:22.427 6459-6525/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-7 搶到了鎖
10-17 19:32:22.427 6459-6526/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-8 搶到了鎖
10-17 19:32:22.427 6459-6525/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-7 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:32:22.427 6459-6526/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-8 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:32:22.427 6459-6527/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-9 搶到了鎖
10-17 19:32:22.427 6459-6527/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-9 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:32:22.428 6459-6528/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-10 搶到了鎖
10-17 19:32:22.428 6459-6528/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-10 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:32:22.429 6459-6529/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-11 搶到了鎖
10-17 19:32:22.429 6459-6529/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-11 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:32:22.430 6459-6530/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-12 搶到了鎖
10-17 19:32:22.430 6459-6530/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-12 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:32:22.431 6459-6532/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-14 搶到了鎖
10-17 19:32:22.431 6459-6532/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-14 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:32:22.432 6459-6531/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-13 搶到了鎖
10-17 19:32:22.433 6459-6531/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-13 已經(jīng)被鎖定


//當(dāng)ReentrantLock設(shè)置false，也就是非公平鎖時(shí)
10-17 19:34:58.102 7089-7183/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-5 搶到了鎖
10-17 19:34:58.102 7089-7184/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-6 搶到了鎖
10-17 19:34:58.103 7089-7183/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-5 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:34:58.103 7089-7185/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-7 搶到了鎖
10-17 19:34:58.103 7089-7185/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-7 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:34:58.103 7089-7184/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-6 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:34:58.104 7089-7186/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-8 搶到了鎖
10-17 19:34:58.105 7089-7186/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-8 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:34:58.108 7089-7187/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-9 搶到了鎖
10-17 19:34:58.108 7089-7187/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-9 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:34:58.111 7089-7188/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-10 搶到了鎖
10-17 19:34:58.112 7089-7188/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-10 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:34:58.112 7089-7189/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-11 搶到了鎖
10-17 19:34:58.113 7089-7189/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-11 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:34:58.113 7089-7193/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-14 搶到了鎖
10-17 19:34:58.113 7089-7193/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-14 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:34:58.115 7089-7190/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-12 搶到了鎖
10-17 19:34:58.115 7089-7190/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-12 已經(jīng)被鎖定
10-17 19:34:58.116 7089-7191/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-13 搶到了鎖
10-17 19:34:58.116 7089-7191/com.yc.cn.ycbaseadapter I/System.out: Thread-13 已經(jīng)被鎖定

ReentrantLock是Lock的實(shí)現(xiàn)類，是一個(gè)互斥的同步器，在多線程高競爭條件下，ReentrantLock比synchronized有更加優(yōu)異的性能表現(xiàn)。

1 用法比較

Lock使用起來比較靈活，但是必須有釋放鎖的配合動作

Lock必須手動獲取與釋放鎖，而synchronized不需要手動釋放和開啟鎖

Lock只適用于代碼塊鎖，而synchronized可用于修飾方法、代碼塊等

2 特性比較

ReentrantLock的優(yōu)勢體現(xiàn)在：

具備嘗試非阻塞地獲取鎖的特性：當(dāng)前線程嘗試獲取鎖，如果這一時(shí)刻鎖沒有被其他線程獲取到，則成功獲取并持有鎖

能被中斷地獲取鎖的特性：與synchronized不同，獲取到鎖的線程能夠響應(yīng)中斷，當(dāng)獲取到鎖的線程被中斷時(shí)，中斷異常將會被拋出，同時(shí)鎖會被釋放

超時(shí)獲取鎖的特性：在指定的時(shí)間范圍內(nèi)獲取鎖；如果截止時(shí)間到了仍然無法獲取鎖，則返回

3 注意事項(xiàng)

在使用ReentrantLock類的時(shí)，一定要注意三點(diǎn)：

在finally中釋放鎖，目的是保證在獲取鎖之后，最終能夠被釋放

不要將獲取鎖的過程寫在try塊內(nèi)，因?yàn)槿绻讷@取鎖時(shí)發(fā)生了異常，異常拋出的同時(shí)，也會導(dǎo)致鎖無故被釋放。

ReentrantLock提供了一個(gè)newCondition的方法，以便用戶在同一鎖的情況下可以根據(jù)不同的情況執(zhí)行等待或喚醒的動作。

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