引：Java5.0以后提供了一种新的协调对共享对象的访问机制——ReentrantLock。它并不是用来替代内置锁的方法，而是当内置加锁不适用时，作为一种可选择的高级功能。

ReentrantLock

ReentrantLock实现了Lock接口，并提供了与synchronized相同的互斥性和内存可见性，但是通常能提供更好的活跃性或性能。下面是Lock接口代码：

public interface Lock {
    void lock();
    void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
    boolean tryLock();
    boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
    void unlock();
    Condition newCondition();
}

为什么要创建一种与内置锁如此相似的新加锁价值？是由于内置锁具有以下的局限性：

无法中断一个正在等待获取锁的线程。
内置锁必须在获取锁的代码块中释放，这就简化了编码工作，并且与异常处理操作实现了很好的互动，但却无法实现非阻塞结构的加锁规则。

下面是Lock接口的标准使用形式：

Lock lock = new ReentrantLock();
...
lock.lock();
try {
    //更新对象状态
    //捕获异常，并在必要时恢复不变性条件
} finally {
    lock.unlock(); //“定时炸弹”，一定要记得释放Lock
}

轮询锁与定时锁

可定时的与可轮询的锁获取模式是由tryLock方法实现的，与无条件的锁获取模式相比，它具有更完善的错误恢复机制。在内置锁中，死锁是一个严重的问题，恢复程序的唯一办法是重新启动程序，而防止死锁的唯一方法就是在构造程序时避免出现不一致的锁顺序。可定时的与可轮询的的锁提供了另一种选择，避免死锁的发生。通过重新获取及释放锁来避免死锁。

可中断的锁操作获取操作

可中断的锁操作获取操作是有lockInterruptibly或者tryLock方法实现的，如果在可中断的锁获取操作中抛出了InterruptedException，那么可以使用标准的try-finally加锁模式。

非块结构的加锁

我们通过Lock的使用结构可以知道，我们通过ReentrantLock可以灵活的实现锁的粒度。

公平性

大多数情况下，非公平锁的性能要高于公平锁的性能，原因是后者为了实现公平，会有更多的线程上下文切换成本。

当持有锁的时间较长，或者请求锁的平均时间间隔较长，那么应该使用公平锁。在这些情况下，允许“插队”带来的吞吐量提升（当锁处于可用的状态时，线程却还处于被唤醒的过程中）则可能不会出现。

在synchronized和ReentrantLock之间进行选择

在一些内置锁无法满足需求的情况下，ReentrantLock可以作为一种高级工具。当需要一些高级功能时才应该使用ReentrantLock，这些功能包括：可定时的、可轮询的与可中断的锁获取操作，公平队列（默认非公平），以及非块结构的锁。否则，还是应该优先使用synchronized。

读-写锁

在读-写锁的加锁策略中，允许多个读操作同时进行，但每次只允许一个写操作。

ReentrantReadWriteLock为读锁和写锁都提供了可重入的加锁语义。ReentrantReadWriteLock在构造时可以选择是一个非公平的锁（默认）还是一个公平的锁。在公平的锁中，等待时间最长的线程将优先获得锁。在非公平的锁中，线程获得访问许可的顺序是不确定的。写线程可以降级为读线程，但是读线程不可以升级为写线程（因为多个读线程都不会放弃自己的读取锁而导致死锁）。

适用场景： 当锁的持有时间较长并且大部分操作都不会修改被守护的资源时，那么读-写锁能提高并发性。如果写操作也很频繁，那可能独占锁更合适一些，因为写操作太多，竞争会很激烈，再加上协调读写锁，性能反而不如独占锁了。

下面展示用读-写锁来包装Map：

public class ReadWriteMap<K, V> {
    private final Map<K, V> map;
    private final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
    private final Lock r = lock.readLock();
    private final Lock w = lock.writeLock();

    public ReadWriteMap(Map<K, V> map) {
        this.map = map;
    }

    public V put (K key, V value) {
        w.lock();
        try {
            return map. put(key, value);
        } finally {
            w.unlock();
        }
    }
    // 对remove(),putAll(),clear()等方法执行同样的操作

    public V get(Object key) {
        r.lock();
        try {
            return map.get(key);
        } finally {
            r.unlock();
        }
    }
    // 对其他只读的Map方法执行相同的操作
}

总结

与内置锁相比，显示的Lock提供了一些扩展功能，在处理锁的不可用性方法有着更高的灵活性。但ReentrantLock不能完全替代synchronized，只有在synchronized无法满足需求时，才应该使用它。
读-写锁运行多个读线程并发地访问被保护的对象，当访问以读取操作为主的数据结构时，它能提高程序的可伸缩性。

参考

《Java并发编程实战》

雨过，云过

Java并发_10_显示锁