Java理论与实践: JDK 5.0中更灵活、更具可伸缩性的锁定机制 - 编程入门网

reentrant 锁意味着什么呢？简单来说，它有一个与锁相关的获取计数器，如果拥有锁的某个线程再次得到锁，那么获取计数器就加1，然后锁需要被释放两次才能获得真正释放。这模仿了 synchronized 的语义；如果线程进入由线程已经拥有的监控器保护的 synchronized 块，就允许线程继续进行，当线程退出第二个（或者后续） synchronized 块的时候，不释放锁，只有线程退出它进入的监控器保护的第一个 synchronized 块时，才释放锁。

在查看清单 1 中的代码示例时，可以看到 Lock 和 synchronized 有一点明显的区别 —— lock 必须在 finally 块中释放。否则，如果受保护的代码将抛出异常，锁就有可能永远得不到释放！这一点区别看起来可能没什么，但是实际上，它极为重要。忘记在 finally 块中释放锁，可能会在程序中留下一个定时炸弹，当有一天炸弹爆炸时，您要花费很大力气才有找到源头在哪。而使用同步，JVM 将确保锁会获得自动释放。

Java理论与实践: JDK 5.0中更灵活、更具可伸缩性的锁定机制(2)

清单 1. 用 ReentrantLock 保护代码块。

Lock lock = new ReentrantLock(); lock.lock(); try { 　// update object state } finally { 　lock.unlock(); }

除此之外，与目前的 synchronized 实现相比，争用下的 ReentrantLock 实现更具可伸缩性。（在未来的 JVM 版本中，synchronized 的争用性能很有可能会获得提高。）这意味着当许多线程都在争用同一个锁时，使用 ReentrantLock 的总体开支通常要比 synchronized 少得多。

比较 ReentrantLock 和 synchronized 的可伸缩性

Tim Peierls 用一个简单的线性全等伪随机数生成器（PRNG）构建了一个简单的评测，用它来测量 synchronized 和 Lock 之间相对的可伸缩性。这个示例很好，因为每次调用 nextRandom() 时，PRNG 都确实在做一些工作，所以这个基准程序实际上是在测量一个合理的、真实的 synchronized 和 Lock 应用程序，而不是测试纯粹纸上谈兵或者什么也不做的代码（就像许多所谓的基准程序一样。）

在这个基准程序中，有一个 PseudoRandom 的接口，它只有一个方法 nextRandom(int bound) 。该接口与 java.util.Random 类的功能非常类似。因为在生成下一个随机数时，PRNG 用最新生成的数字作为输入，而且把最后生成的数字作为一个实例变量来维护，其重点在于让更新这个状态的代码段不被其他线程抢占，所以我要用某种形式的锁定来确保这一点。（ java.util.Random 类也可以做到这点。）我们为 PseudoRandom 构建了两个实现；一个使用 syncronized，另一个使用 java.util.concurrent.ReentrantLock 。驱动程序生成了大量线程，每个线程都疯狂地争夺时间片，然后计算不同版本每秒能执行多少轮。图 1 和 图 2 总结了不同线程数量的结果。这个评测并不完美，而且只在两个系统上运行了（一个是双 Xeon 运行超线程 Linux，另一个是单处理器 Windows 系统），但是，应当足以表现 synchronized 与 ReentrantLock 相比所具有的伸缩性优势了。

图 1. synchronized 和 Lock 的吞吐率，单 CPU

图 2. synchronized 和 Lock 的吞吐率（标准化之后），4 个 CPU

图 1 和图 2 中的图表以每

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