Java自动释放锁如何实现

本篇内容介绍了“Java自动释放锁如何实现”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

前言

python 提供了 try-with-lock，不需要显式地获取和释放锁，非常方便。Java 没有这样的机制，不过我们可以自己实现这个机制。

本文以访问量统计的简化场景为例，介绍相关内容，即：

public class VisitCounter {    @Getter    private long visits = 0;    public void visit() {        visits++;    }}

这里的visit()方法，是线程不安全的，若多线程并发访问该方法，visits结果是错的。因此多线程下需要上锁，即：

public void safeVisit() {    try {        lock.lock();        visits++;    } finally {        lock.unlock();    }}

为避免lock... unlock的麻烦，本文提供了以下几种封装思路，仅供参考。

方案1 使用AutoCloseable

java7 开始提供的AutoCloseable接口，实现了try-with-resources功能，可以利用它来实现锁的自动释放。

public class AutoCloseableLock implements AutoCloseable{    private final Lock lock;    public AutoCloseableLock(Lock lock) {        this.lock = lock;    }    @Override    public void close() throws Exception {        lock.unlock();    }    public void lock() {        lock.lock();    }    public boolean tryLock() {        return lock.tryLock();    }    public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {        lock.lockInterruptibly();    }}

应用：

public void safeVisit() throws Exception {    try (AutoCloseableLock autoCloseableLock = new AutoCloseableLock(lock)) {        autoCloseableLock.lock();        visits++;    } }

方案2 使用lambda

得益于lambda和函数式编程的使用，Java 8 开始鼓励“行为参数化”，实现了环绕执行模式。说白了，类似于代理模式，把要上锁执行的代码，放到一个lambda表达式中，在lambda之外套上try lock ... finally的外壳，由于lambda作为上锁代码的载体，是以参数形式传入的，因此具备通用性。这段文字描述的，即下面代码中的runWithLock(Runable)方法，这就是所谓的“环绕执行模式”。虽然文字描述不好理解，看代码一目了然。

public class AutoReleaseLockHolder {    private final Lock lock;    public AutoReleaseLockHolder(Lock lock) {        this.lock = lock;    }    public void runWithLock(Runnable runnable) {        try {            lock.lock();            runnable.run();        } finally {            lock.unlock();        }    }    public boolean runWithTryLock(Runnable runnable) {        try {            boolean locked = lock.tryLock();            if (!locked) {                return false;            }            runnable.run();            return true;        } finally {            lock.unlock();        }    }    public void runWithLockInterruptibly(Runnable runnable)                 throws InterruptedException {        try {            lock.lockInterruptibly();            runnable.run();        } finally {            lock.unlock();        }    }}

使用：

public void safeVisit() {    lockHolder.runWithLock(() -> visits++);}

方案3 代理模式

通过代理模式，也可以把上锁解锁的操作独立出来，变得通用，这种方式的主要问题在于，会对整个函数上锁，锁的颗粒度较大，降低系统的并行度，从而影响系统性能。 但作为思路拓展练练手。

如果对接口定义的方法做代理，可以使用java的动态代理，如果想对整个类的方法都做代理，可以使用Cglib。

（1）动态代理

创建代理对象：

public Object createAutoLockProxy(Object target) {        Class<?>[] interfaces = target.getClass().getInterfaces();        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), interfaces, (proxy, method, args) -> {            try {                lock.lock();                return method.invoke(target, args);            } finally {                lock.unlock();            }        });    }

使用：

public void safeVisitCountWithDynamicProxy() throws InterruptedException {        long total = 20000;        int current = 10;        IVisitCounter visit = (IVisitCounter )new DynamicLockProxy(new ReentrantLock()).createAutoLockProxy2(visitCounter);        concurrentVisit(total, current, visit::visit);        System.out.println("actual visits: " + visit.getVisits());    }

（2）Cglib

创建代理对象：

public static <T> T createAutoLockObject(Class<T> objectClass, Lock lock) {    Enhancer enhancer = new Enhancer();    enhancer.setSuperclass(objectClass);    enhancer.setCallback((MethodInterceptor) (obj, method, args, proxy) -> {        try {            lock.lock();            return proxy.invokeSuper(obj, args);        } finally {            lock.unlock();        }    });    return (T) enhancer.create();}

使用：

public void safeVisitCountWithCglib() throws InterruptedException {    long total = 20000;    int current = 10;    Lock lock = new ReentrantLock();    VisitCounter visitCounterProxy = CglibLockProxy.createAutoLockObject(VisitCounter.class, lock);    concurrentVisit(total, current, visitCounterProxy::visit);    System.out.println("actual visits: " + visitCounterProxy.getVisits());}

Show me the code

以上几个方案的代码，我已放到GitHub上的try-with-lock-example 仓库中，大家可以去看一下源码。

动态代理的两个方案，调用方法做了简化处理，调用了其他函数，但因为与主题无关，没有放入正文，可以在源码仓库看看文中没写的代码。

另外，代码仓库中，也包含了测试，我默认用10个线程，对VisitCounter并发调用了20000次，在单线程、线程不安全访问和各种方案的加锁访问，结果如下：

total: 20000 visits: 20000
total: 20000 visits: 6739
total: 20000 visits: 20000
total: 20000 visits: 20000
total: 20000 visits: 20000
total: 20000 visits: 20000

“Java自动释放锁如何实现”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注编程网网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！