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Java 锁机制(synchronized 与 Lock)
阅读量:5903 次
发布时间:2019-06-19

本文共 4998 字,大约阅读时间需要 16 分钟。

在java中,解决同步问题,很多时候都会使用到synchronized和Lock,这两者都是在多线程并发时候常使用的锁机制。

synchronized是java中的一个关键字,也就是说是java内置的一个特性。当一个线程访问一个被synchronized修饰的代码块,会自动获取对应的一个锁,并在执行该代码块时,其他线程想访问这个代码块,会一直处于等待状态,自有等该线程释放锁后,其他线程进行资源竞争,竞争获取到锁的线程才能访问该代码块。

  线程释放synchronized修饰的代码块锁的方式有两种:

  1. 该线程执行完对应代码块,自动释放锁。
  2. 在执行该代码块是发生了异常,JVM会自动释放锁。

  采用synchronized关键字来实现同步,会导致如果存在多个线程想执行该代码块,而当前获取到锁的线程又没有释放锁,可想而知,其他线程只有一只等待,这将严重印象执行效率。Lock锁机制的出现就是为了解决该现象。Lock是一个java接口,通过这个接口可以实现同步,使用Lock时,用户必须手动进行锁的释放,否则容易出现死锁。        

  ReentranLock是Lock的唯一实现类。下面简单介绍一下ReentranLock与synchronized的区别:

  • Synchronized是一个同步锁。当一个线程A访问synchronized修饰的代码块时,线程A就会获取该代码块的锁,如果这时存在其他线程范围该代码块时,将会阻塞,但是不影响这些线程访问其他非同步代码块。
  • ReentranLock是可重入锁。由构造方法可知,该锁支持两种锁模式,公平锁和非公平锁。默认是非公平的。

  公平锁:当线程A获取访问该对象,获取到锁后,此时内部存在一个计数器num+1,其他线程想访问该对象,就会进行排队等待(等待队列最前一个线程处于待唤醒状态),直到线程A释放锁(num = 0),此时会唤醒处于待唤醒状态的线程进行获取锁的操作,一直循环。如果线程A再次尝试获取该对象锁是,会检查该对象锁释放已经被占用,如果被占用,会做一次是否为当前线程占用锁的判断,如果是内部计数器num+1,并且不需要进入等待队列,而是直接回去当前锁。

  非公平锁:当线程A在释放锁后,等待对象的线程会进行资源竞争,竞争成功的线程将获取该锁,其他线程继续睡眠。

  公平锁是严格的以FIFO的方式进行锁的竞争,但是非公平锁是无序的锁竞争,刚释放锁的线程很大程度上能比较快的获取到锁,队列中的线程只能等待,所以非公平锁可能会有“饥饿”的问题。但是重复的锁获取能减小线程之间的切换,而公平锁则是严格的线程切换,这样对操作系统的影响是比较大的,所以非公平锁的吞吐量是大于公平锁的,这也是为什么JDK将非公平锁作为默认的实现。

  下面是接口Lock的方法:

  

  附上对接口Lock方法的测试,有什么问题欢迎各位留言评论。

import java.util.concurrent.TimeUnit;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class TestLock {    // ReentrantLock为Lock的唯一实现类    private Lock lock = new ReentrantLock();    /**     * 测试使用lock 的 lock()方法 :如果锁已经被其他线程获取,则等待     * @param thread     */    public void testLock(Thread thread){        try {            // 1.获取锁            lock.lock();            System.out.println("线程 " + thread.getName() + " 获取了锁!");        }catch (Exception e){            e.printStackTrace();        }finally {            System.out.println("线程 " + thread.getName() + " 释放了锁!");            // 必须在 finally 中释放锁,防止死锁            lock.unlock();        }    }    /**     * 测试使用lock 的 lock()方法 :通过这个方法去获取锁时,如果线程正在等待获取锁,则这个线程能够响应中断,即中断线程的等待状态。     * @param thread     */    public void testLockInterruptibly(Thread thread){        try {            // 1.获取锁            lock.lockInterruptibly();            System.out.println("线程 " + thread.getName() + " 获取了锁!");            Thread.sleep(3000);        }catch (Exception e){            e.printStackTrace();        }finally {            System.out.println("线程 " + thread.getName() + " 释放了锁!");            // 必须在 finally 中释放锁,防止死锁            lock.unlock();        }    }    /**     * 测试使用lock 的 tryLock()方法 :如果获取成功,则返回true,如果获取失败(即锁已被其他线程获取),则返回false     * @param thread     */    public void testTryLock(Thread thread){        if(lock.tryLock()){// 如果获取到了锁            try {                System.out.println("线程 " + thread.getName() + " 获取了锁!");                Thread.sleep(3000);            }catch (Exception e){                e.printStackTrace();            }finally {                System.out.println("线程 " + thread.getName() + " 释放了锁!");                // 必须在 finally 中释放锁,防止死锁                lock.unlock();            }        }else {            // 没有获取到锁            System.out.println("线程 " + thread.getName() + " 没有获取到锁!");        }    }    /**     * 测试使用lock 的 tryLock(long time, TimeUnit unit)方法 :和tryLock()方法是类似的,只不过区别在于这个方法在拿不到锁时会等待一定的时间,     * 在时间期限之内如果还拿不到锁,就返回false。如果如果一开始拿到锁或者在等待期间内拿到了锁,则返回true。     * @param thread     */    public void testTryLock_time_unit(Thread thread){        try {            if(lock.tryLock(1000, TimeUnit.MILLISECONDS)){// 如果获取到了锁                try {                    System.out.println("线程 " + thread.getName() + " 获取了锁!");                }catch (Exception e){                    e.printStackTrace();                }finally {                    System.out.println("线程 " + thread.getName() + " 释放了锁!");                    // 必须在 finally 中释放锁,防止死锁                    lock.unlock();                }            }else {                // 没有获取到锁                System.out.println("线程 " + thread.getName() + " 没有获取到锁!");            }        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }    }    public static void main(String[] args){        TestLock testLock = new TestLock();        Thread a = new Thread("A") {            @Override            public void run() {                /*// 测试 lock()                testLock.testLock(Thread.currentThread());*/                /*// 测试 lockInterruptibly()                testLock.testLockInterruptibly(Thread.currentThread());*/                /*// 测试 tryLock()                testLock.testTryLock(Thread.currentThread());*/                /*// 测试 tryLock(long time, TimeUnit unit)                testLock.testTryLock_time_unit(Thread.currentThread());*/                testLock.testTryLock_time_unit(Thread.currentThread());            }        };        Thread b = new Thread("B") {            @Override            public void run() {                testLock.testTryLock(Thread.currentThread());            }        };        a.start();        b.start();    }}复制代码

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