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什么是可中斷鎖？有什么用？怎么實(shí)現(xiàn)？

作者 | 王磊

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在 Java 中有兩種鎖，一種是內(nèi)置鎖 synchronized，一種是顯示鎖 Lock，其中 Lock 鎖是可中斷鎖，而 synchronized 則為不可中斷鎖。

所謂的中斷鎖指的是鎖在執(zhí)行時(shí)可被中斷，也就是在執(zhí)行時(shí)可以接收 interrupt 的通知，從而中斷鎖執(zhí)行。

PS：默認(rèn)情況下 Lock 也是不可中斷鎖，但是可以通過(guò)特殊的“手段”，可以讓其變?yōu)榭芍袛噫i，接下來(lái)我們一起來(lái)看。

為什么需要可中斷鎖?

不可中斷鎖的問(wèn)題是，當(dāng)出現(xiàn)“異?！睍r(shí)，只能一直阻塞等待，別無(wú)其他辦法，比如下面這個(gè)程序。下面的這個(gè)程序中有兩個(gè)線(xiàn)程，其中線(xiàn)程 1 先獲取到鎖資源執(zhí)行相應(yīng)代碼，而線(xiàn)程 2 在 0.5s 之后開(kāi)始嘗試獲取鎖資源，但線(xiàn)程 1 執(zhí)行時(shí)忘記釋放鎖了，這就造成線(xiàn)程 2 一直阻塞等待的情況，實(shí)現(xiàn)代碼如下：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. import java.util.concurrent.locks.Lock; 
    2. 
  
  
  
  
  2. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; 
    3. 
  
  
  
  
  3.  
    4. 
  
  
  
  
  4. publicclass InterruptiblyExample { 
    5. 
  
  
  
  
  5.     public static void main(String[] args) { 
    6. 
  
  
  
  
  6.         Lock lock = new ReentrantLock(); 
    7. 
  
  
  
  
  7.  
    8. 
  
  
  
  
  8.         // 創(chuàng)建線(xiàn)程 1 
    9. 
  
  
  
  
  9.         Thread t1 = new Thread(new Runnable() { 
    10. 
  
  
  
  
  10.             @Override 
    11. 
  
  
  
  
  11.             public void run() { 
    12. 
  
  
  
  
  12.                 lock.lock(); 
    13. 
  
  
  
  
  13.                 System.out.println("線(xiàn)程 1：獲取到鎖."); 
    14. 
  
  
  
  
  14.                 // 線(xiàn)程 1 未釋放鎖 
    15. 
  
  
  
  
  15.             } 
    16. 
  
  
  
  
  16.         }); 
    17. 
  
  
  
  
  17.         t1.start(); 
    18. 
  
  
  
  
  18.  
    19. 
  
  
  
  
  19.         // 創(chuàng)建線(xiàn)程 2 
    20. 
  
  
  
  
  20.         Thread t2 = new Thread(new Runnable() { 
    21. 
  
  
  
  
  21.             @Override 
    22. 
  
  
  
  
  22.             public void run() { 
    23. 
  
  
  
  
  23.                 // 先休眠 0.5s，讓線(xiàn)程 1 先執(zhí)行 
    24. 
  
  
  
  
  24.                 try { 
    25. 
  
  
  
  
  25.                     Thread.sleep(500); 
    26. 
  
  
  
  
  26.                 } catch (InterruptedException e) { 
    27. 
  
  
  
  
  27.                     e.printStackTrace(); 
    28. 
  
  
  
  
  28.                 } 
    29. 
  
  
  
  
  29.                 // 獲取鎖 
    30. 
  
  
  
  
  30.                 System.out.println("線(xiàn)程 2:等待獲取鎖."); 
    31. 
  
  
  
  
  31.                 lock.lock(); 
    32. 
  
  
  
  
  32.                 try { 
    33. 
  
  
  
  
  33.                     System.out.println("線(xiàn)程 2：獲取鎖成功."); 
    34. 
  
  
  
  
  34.                 } finally { 
    35. 
  
  
  
  
  35.                     lock.unlock(); 
    36. 
  
  
  
  
  36.                 } 
    37. 
  
  
  
  
  37.             } 
    38. 
  
  
  
  
  38.         }); 
    39. 
  
  
  
  
  39.         t2.start(); 
    40. 
  
  
  
  
  40.     } 
    41. 
  
  
  
  
  41. } 
    42.

以上代碼執(zhí)行的結(jié)果如下：

從上述結(jié)果可以看出，此時(shí)線(xiàn)程 2 在等待獲取鎖的操作，然而經(jīng)歷了 N 久之后...再次查看結(jié)果，依然是熟悉的畫(huà)面：

線(xiàn)程 2 還在阻塞等待獲取線(xiàn)程 1 釋放鎖資源，此時(shí)的線(xiàn)程 2 除了等之外，并無(wú)其他方法。

并且，但我們熟練的拿出了 JConsole，試圖得到一個(gè)死鎖的具體信息時(shí)，卻得到了這樣的結(jié)果：

并沒(méi)有檢測(cè)到任何死鎖信息，從上圖我們可以看出，當(dāng)只有一個(gè)鎖資源的時(shí)候，系統(tǒng)并不會(huì)把這種情況判定為死鎖，當(dāng)然也沒(méi)有阻塞等待的具體信息嘍，此時(shí)只剩下線(xiàn)程 2 孤單地等待著它的“鎖兒”。

使用中斷鎖

然而，中斷鎖的出現(xiàn)，就可以打破這一僵局，它可以在等待一定時(shí)間之后，主動(dòng)的中斷線(xiàn)程 2，以解決線(xiàn)程阻塞等待的問(wèn)題。

中斷鎖的核心實(shí)現(xiàn)代碼是 lock.lockInterruptibly() 方法，它和 lock.lock() 方法作用類(lèi)似，只不過(guò)使用 lockInterruptibly 方法可以?xún)?yōu)先接收中斷的請(qǐng)求，中斷鎖的具體實(shí)現(xiàn)如下：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. import java.util.concurrent.locks.Lock; 
    2. 
  
  
  
  
  2. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; 
    3. 
  
  
  
  
  3.  
    4. 
  
  
  
  
  4. publicclass InterruptiblyExample { 
    5. 
  
  
  
  
  5.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
    6. 
  
  
  
  
  6.         Lock lock = new ReentrantLock(); 
    7. 
  
  
  
  
  7.  
    8. 
  
  
  
  
  8.         // 創(chuàng)建線(xiàn)程 1 
    9. 
  
  
  
  
  9.         Thread t1 = new Thread(new Runnable() { 
    10. 
  
  
  
  
  10.             @Override 
    11. 
  
  
  
  
  11.             public void run() { 
    12. 
  
  
  
  
  12.                 try { 
    13. 
  
  
  
  
  13.                     // 加鎖操作 
    14. 
  
  
  
  
  14.                     lock.lock(); 
    15. 
  
  
  
  
  15.                     System.out.println("線(xiàn)程 1:獲取到鎖."); 
    16. 
  
  
  
  
  16.                 } catch (InterruptedException e) { 
    17. 
  
  
  
  
  17.                     e.printStackTrace(); 
    18. 
  
  
  
  
  18.                 } 
    19. 
  
  
  
  
  19.                 // 線(xiàn)程 1 未釋放鎖 
    20. 
  
  
  
  
  20.             } 
    21. 
  
  
  
  
  21.         }); 
    22. 
  
  
  
  
  22.         t1.start(); 
    23. 
  
  
  
  
  23.  
    24. 
  
  
  
  
  24.         // 創(chuàng)建線(xiàn)程 2 
    25. 
  
  
  
  
  25.         Thread t2 = new Thread(new Runnable() { 
    26. 
  
  
  
  
  26.             @Override 
    27. 
  
  
  
  
  27.             public void run() { 
    28. 
  
  
  
  
  28.                 // 先休眠 0.5s，讓線(xiàn)程 1 先執(zhí)行 
    29. 
  
  
  
  
  29.                 try { 
    30. 
  
  
  
  
  30.                     Thread.sleep(500); 
    31. 
  
  
  
  
  31.                 } catch (InterruptedException e) { 
    32. 
  
  
  
  
  32.                     e.printStackTrace(); 
    33. 
  
  
  
  
  33.                 } 
    34. 
  
  
  
  
  34.                 // 獲取鎖 
    35. 
  
  
  
  
  35.                 try { 
    36. 
  
  
  
  
  36.                     System.out.println("線(xiàn)程 2:嘗試獲取鎖."); 
    37. 
  
  
  
  
  37.                     lock.lockInterruptibly(); // 可中斷鎖 
    38. 
  
  
  
  
  38.                     System.out.println("線(xiàn)程 2:獲取鎖成功."); 
    39. 
  
  
  
  
  39.                 } catch (InterruptedException e) { 
    40. 
  
  
  
  
  40.                     System.out.println("線(xiàn)程 2:執(zhí)行已被中斷."); 
    41. 
  
  
  
  
  41.                 } 
    42. 
  
  
  
  
  42.             } 
    43. 
  
  
  
  
  43.         }); 
    44. 
  
  
  
  
  44.         t2.start(); 
    45. 
  
  
  
  
  45.  
    46. 
  
  
  
  
  46.         // 等待 2s 后,終止線(xiàn)程 2 
    47. 
  
  
  
  
  47.         Thread.sleep(2000); 
    48. 
  
  
  
  
  48.         if (t2.isAlive()) { // 線(xiàn)程 2 還在執(zhí)行 
    49. 
  
  
  
  
  49.             System.out.println("執(zhí)行線(xiàn)程的中斷."); 
    50. 
  
  
  
  
  50.             t2.interrupt(); 
    51. 
  
  
  
  
  51.         } else { 
    52. 
  
  
  
  
  52.             System.out.println("線(xiàn)程 2:執(zhí)行完成."); 
    53. 
  
  
  
  
  53.         } 
    54. 
  
  
  
  
  54.     } 
    55. 
  
  
  
  
  55. } 
    56.

以上代碼執(zhí)行結(jié)果如下：

從上述結(jié)果可以看出，當(dāng)我們使用了 lockInterruptibly 方法就可以在一段時(shí)間之后，判斷它是否還在阻塞等待，如果結(jié)果為真，就可以直接將他中斷，如上圖效果所示。

但當(dāng)我們嘗試將 lockInterruptibly 方法換成 lock 方法之后(其他代碼都不變)，執(zhí)行的結(jié)果就完全不一樣了，實(shí)現(xiàn)代碼如下：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. import java.util.concurrent.locks.Lock; 
    2. 
  
  
  
  
  2. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; 
    3. 
  
  
  
  
  3.  
    4. 
  
  
  
  
  4. publicclass InterruptiblyExample { 
    5. 
  
  
  
  
  5.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
    6. 
  
  
  
  
  6.         Lock lock = new ReentrantLock(); 
    7. 
  
  
  
  
  7.  
    8. 
  
  
  
  
  8.         // 創(chuàng)建線(xiàn)程 1 
    9. 
  
  
  
  
  9.         Thread t1 = new Thread(new Runnable() { 
    10. 
  
  
  
  
  10.             @Override 
    11. 
  
  
  
  
  11.             public void run() { 
    12. 
  
  
  
  
  12.                 try { 
    13. 
  
  
  
  
  13.                     // 加鎖操作 
    14. 
  
  
  
  
  14.                     lock.lockInterruptibly(); 
    15. 
  
  
  
  
  15.                     System.out.println("線(xiàn)程 1:獲取到鎖."); 
    16. 
  
  
  
  
  16.                 } catch (InterruptedException e) { 
    17. 
  
  
  
  
  17.                     e.printStackTrace(); 
    18. 
  
  
  
  
  18.                 } 
    19. 
  
  
  
  
  19.                 // 線(xiàn)程 1 未釋放鎖 
    20. 
  
  
  
  
  20.             } 
    21. 
  
  
  
  
  21.         }); 
    22. 
  
  
  
  
  22.         t1.start(); 
    23. 
  
  
  
  
  23.  
    24. 
  
  
  
  
  24.         // 創(chuàng)建線(xiàn)程 2 
    25. 
  
  
  
  
  25.         Thread t2 = new Thread(new Runnable() { 
    26. 
  
  
  
  
  26.             @Override 
    27. 
  
  
  
  
  27.             public void run() { 
    28. 
  
  
  
  
  28.                 // 先休眠 0.5s，讓線(xiàn)程 1 先執(zhí)行 
    29. 
  
  
  
  
  29.                 try { 
    30. 
  
  
  
  
  30.                     Thread.sleep(500); 
    31. 
  
  
  
  
  31.                 } catch (InterruptedException e) { 
    32. 
  
  
  
  
  32.                     e.printStackTrace(); 
    33. 
  
  
  
  
  33.                 } 
    34. 
  
  
  
  
  34.                 // 獲取鎖 
    35. 
  
  
  
  
  35.                 try { 
    36. 
  
  
  
  
  36.                     System.out.println("線(xiàn)程 2:嘗試獲取鎖."); 
    37. 
  
  
  
  
  37.                     lock.lock(); 
    38. 
  
  
  
  
  38.                     System.out.println("線(xiàn)程 2:獲取鎖成功."); 
    39. 
  
  
  
  
  39.                 } catch (Exception e) { 
    40. 
  
  
  
  
  40.                     System.out.println("線(xiàn)程 2:執(zhí)行已被中斷."); 
    41. 
  
  
  
  
  41.                 } 
    42. 
  
  
  
  
  42.             } 
    43. 
  
  
  
  
  43.         }); 
    44. 
  
  
  
  
  44.         t2.start(); 
    45. 
  
  
  
  
  45.  
    46. 
  
  
  
  
  46.         // 等待 2s 后,終止線(xiàn)程 2 
    47. 
  
  
  
  
  47.         Thread.sleep(2000); 
    48. 
  
  
  
  
  48.         if (t2.isAlive()) { // 線(xiàn)程 2 還在執(zhí)行 
    49. 
  
  
  
  
  49.             System.out.println("執(zhí)行線(xiàn)程的中斷."); 
    50. 
  
  
  
  
  50.             t2.interrupt(); 
    51. 
  
  
  
  
  51.         } else { 
    52. 
  
  
  
  
  52.             System.out.println("線(xiàn)程 2:執(zhí)行完成."); 
    53. 
  
  
  
  
  53.         } 
    54. 
  
  
  
  
  54.     } 
    55. 
  
  
  
  
  55. } 
    56.

以上程序執(zhí)行結(jié)果如下：

從上圖可以看出，當(dāng)使用 lock 方法時(shí)，即使調(diào)用了 interrupt 方法依然不能將線(xiàn)程 2 進(jìn)行中斷。

總結(jié)

本文介紹了中斷鎖的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)顯示鎖 Lock 的 lockInterruptibly 方法來(lái)完成，它和 lock 方法作用類(lèi)似，但 lockInterruptibly 可以?xún)?yōu)先接收到中斷的通知，而 lock 方法只能“死等”鎖資源的釋放，同時(shí)這兩個(gè)方法的區(qū)別也是常見(jiàn)的面試題，希望本文對(duì)你有用。


當(dāng)前題目：什么是可中斷鎖？有什么用？怎么實(shí)現(xiàn)？
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