Java多线程之Lock的使用

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

/**
 * Lockers
 * 在多线程编程里面一个重要的概念是锁定，假设一个资源是多个线程共享的。为了保证数据的完整性，
 * 在进行事务性操作时须要将共享资源锁定，这样能够保证在做事务性操作时仅仅有一个线程能对资源进行操作，
 * 从而保证数据的完整性。在5.0曾经，锁定的功能是由Synchronized关键字来实现的。
 */
public class Lockers {

    /**
     * 測试Lock的使用。在方法中使用Lock，能够避免使用Synchronized关键字。
     */
    public static class LockTest {

        Lock lock = new ReentrantLock();// 锁
        double value = 0d; // 值
        int addtimes = 0;

        /**
         * 添加value的值。该方法的操作分为2步，并且相互依赖，必须实如今一个事务中
         * 所以该方法必须同步。曾经的做法是在方法声明中使用Synchronized关键字。
         */
        public void addValue(double v) {
            lock.lock();// 取得锁
            System.out.println("LockTest to addValue: " + v + "   "
                    + System.currentTimeMillis());
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
            this.value += v;
            this.addtimes++;
            lock.unlock();// 释放锁
        }

        public double getValue() {
            return this.value;
        }
    }
    public static void testLockTest() throws Exception{
        final LockTest lockTest = new LockTest();
        // 新建任务1，调用lockTest的addValue方法
        Runnable task1 = new Runnable(){
            public void run(){
                lockTest.addValue(55.55);
            }
        };
        // 新建任务2，调用lockTest的getValue方法
        Runnable task2 = new Runnable(){
            public void run(){
                System.out.println("value: " + lockTest.getValue());
            }
        };
        // 新建任务运行服务
        ExecutorService cachedService = Executors.newCachedThreadPool();
        Future future = null;
        // 同一时候运行任务1三次。由于addValue方法使用了锁机制，所以，实质上会顺序运行
        for (int i=0; i<3; i++){
            future = cachedService.submit(task1);
        }
        // 等待最后一个任务1被运行完
        future.get();
        // 再运行任务2。输出结果
        future = cachedService.submit(task2);
        // 等待任务2运行完后，关闭任务运行服务
        future.get();
        cachedService.shutdownNow();
    }

    /**
     * ReadWriteLock内置两个Lock。一个是读的Lock，一个是写的Lock。
     * 多个线程可同一时候得到读的Lock，但仅仅有一个线程能得到写的Lock，
     * 并且写的Lock被锁定后，不论什么线程都不能得到Lock。ReadWriteLock提供的方法有：
     * readLock(): 返回一个读的lock
     * writeLock(): 返回一个写的lock, 此lock是排他的。
     * ReadWriteLockTest非常适合处理相似文件的读写操作。
     * 读的时候能够同一时候读，但不能写。写的时候既不能同一时候写也不能读。
     */
    public static class ReadWriteLockTest{
        // 锁
        ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
        // 值
        double value = 0d;
        int addtimes = 0;

        /**
         * 添加value的值，不同意多个线程同一时候进入该方法
         */
        public void addValue(double v) {
            // 得到writeLock并锁定
            Lock writeLock = lock.writeLock();
            writeLock.lock();
            System.out.println("ReadWriteLockTest to addValue: " + v + "   "
                    + System.currentTimeMillis());
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
            try {
                // 做写的工作
                this.value += v;
                this.addtimes++;
            } finally {
                // 释放writeLock锁
                writeLock.unlock();
            }
        }
        /**
         * 获得信息。当有线程在调用addValue方法时，getInfo得到的信息可能是不对的。
         * 所以，也必须保证该方法在被调用时，没有方法在调用addValue方法。
         */
        public String getInfo() {
            // 得到readLock并锁定
            Lock readLock = lock.readLock();
            readLock.lock();
            System.out.println("ReadWriteLockTest to getInfo   "
                    + System.currentTimeMillis());
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
            try {
                // 做读的工作
                return this.value + " : " + this.addtimes;
            } finally {
                // 释放readLock
                readLock.unlock();
            }
        }
    }

    public static void testReadWriteLockTest() throws Exception{
        final ReadWriteLockTest readWriteLockTest = new ReadWriteLockTest();
        // 新建任务1，调用lockTest的addValue方法
        Runnable task_1 = new Runnable(){
            public void run(){
                readWriteLockTest.addValue(55.55);
            }
        };
        // 新建任务2，调用lockTest的getValue方法
        Runnable task_2 = new Runnable(){
            public void run(){
                System.out.println("info: " + readWriteLockTest.getInfo());
            }
        };
        // 新建任务运行服务
        ExecutorService cachedService_1 = Executors.newCachedThreadPool();
        Future future_1 = null;
        // 同一时候运行5个任务，当中前2个任务是task_1，后两个任务是task_2
        for (int i=0; i<2; i++){
            future_1 = cachedService_1.submit(task_1);
        }
        for (int i=0; i<2; i++){
            future_1 = cachedService_1.submit(task_2);
        }
        // 最后一个任务是task_1
        future_1 = cachedService_1.submit(task_1);
        // 这5个任务的运行顺序应该是：
        // 第一个task_1先运行，第二个task_1再运行；这是由于不能同一时候写。所以必须等。
        // 然后2个task_2同一时候运行；这是由于在写的时候，就不能读，所以都等待写结束，
        // 又由于能够同一时候读，所以它们同一时候运行
        // 最后一个task_1再运行。这是由于在读的时候，也不能写，所以必须等待读结束后。才干写。

        // 等待最后一个task_2被运行完
        future_1.get();
        cachedService_1.shutdownNow();
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Lockers.testLockTest();
        System.out.println("---------------------");
        Lockers.testReadWriteLockTest();
    }
}