首页 技术 正文
技术 2022年11月23日
0 收藏 447 点赞 2,068 浏览 9686 个字

1.synchronized同步关键词

  线程安全是并发编程中的重要关注点,应该注意到的是,造成线程安全问题的主要诱因有两点,一是存在共享数据(也称临界资源),二是存在多条线程共同

操作共享数据。因此为了解决这个问题,我们可能需要这样一个方案,当存在多个线程操作共享数据时,需要保证同一时刻有且只有一个线程在操作共享数据,

其他线程必须等到该线程处理完数据后再进行,这种方式有个高尚的名称叫互斥锁,即能达到互斥访问目的的锁,也就是说当一个共享数据被当前正在访问的线

程加上互斥锁后,在同一个时刻,其他线程只能处于等待的状态,直到当前线程处理完毕释放该锁。在 Java 中,关键字 synchronized可以保证在同一个时刻,

只有一个线程可以执行某个方法或者某个代码块(主要是对方法或者代码块中存在共享数据的操作),同时我们还应该注意到synchronized另外一个重要的作用,

synchronized可保证一个线程的变化(主要是共享数据的变化)被其他线程所看到(保证可见性,完全可以替代Volatile功能)

1.1.synchronized是Java中的关键字,是一种同步锁,它修饰的对象有以下几种:

  1. 修饰一个代码块,被修饰的代码块称为同步语句块,其作用的范围是大括号{}括起来的代码,作用的对象是调用这个代码块的对象;

  2. 修饰一个方法,被修饰的方法称为同步方法,其作用的范围是整个方法,作用的对象是调用这个方法的对象;

  3. 修改一个静态的方法,其作用的范围是整个静态方法,作用的对象是这个类的所有对象;

   4. 修改一个类,其作用的范围是synchronized后面括号括起来的部分,作用主的对象是这个类的所有对象。

1.2.synchronized同步代码块

  同步格式:
synchronized( 需要一个任意的对象(锁) ){
代码块中放操作共享数据的代码。
}

代码示例:

package cn.thread;
public class MySynchronized {
public static void main(String[] args) {
final MySynchronized mySynchronized = new MySynchronized();
final MySynchronized mySynchronized2 = new MySynchronized();
new Thread("thread1") {
public void run() {
synchronized (mySynchronized) {
try {
System.out.println(this.getName()+" start");
//int i =1/0; //如果发生异常,jvm会将锁释放
Thread.sleep(5000);
System.out.println(this.getName()+"醒了");
System.out.println(this.getName()+" end");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}.start();
new Thread("thread2") {
public void run() {
synchronized (mySynchronized) { //争抢同一把锁时,线程1没释放之前,线程2只能等待
//synchronized (mySynchronized2) { //如果不是一把锁,可以看到两句话同时打印,各自运行,相互不影响
System.out.println(this.getName()+" start");
System.out.println(this.getName()+" end");
}
}
}.start();
}
}

1.3.synchronized缺陷

  如果一个代码块被synchronized修饰了,当一个线程获取了对应的锁,并执行该代码块时,其他线程便只能一直等待,等待获取锁的线程释放锁,而

这里获取锁的线程释放锁只会有两种情况:

  1)获取锁的线程执行完了该代码块,然后线程释放对锁的占有(自动释放)

  2)线程执行发生异常,此时JVM会让线程自动释放锁

例子1:
  如果这个获取锁的线程由于要等待IO或者其他原因(比如调用sleep方法)被阻塞了,但是又没有释放锁,其他线程便只能干巴巴地等待,试想一下,
这多么影响程序执行效率。
  因此就需要有一种机制可以不让等待的线程一直无期限地等待下去(比如只等待一定的时间或者能够响应中断),通过Lock就可以办到。
例子2:
  当有多个线程读写文件时,读操作和写操作会发生冲突现象,写操作和写操作会发生冲突现象,但是读操作和读操作不会发生冲突现象。
  但是采用synchronized关键字来实现同步的话,就会导致一个问题:如果多个线程都只是进行读操作,当一个线程在进行读操作时,其他线程只能等
待无法进行读操作。  因此就需要一种机制来使得多个线程都只是进行读操作时,线程之间不会发生冲突,通过Lock就可以办到。
  另外,通过Lock可以知道线程有没有成功获取到锁。这个是synchronized无法办到的。
  总的来说,也就是说Lock提供了比synchronized更多的功能。

2.Lock同步

2.1.Lock和synchronized的区别

  1)Lock不是Java语言内置的,synchronized是Java语言的关键字,因此是内置特性。Lock是一个类,通过这个类可以实现同步访问

  2)Lock和synchronized有一点非常大的不同,采用synchronized不需要用户去手动释放锁,当synchronized方法或者synchronized代码块执行完之后,系统

会自动让线程释放对锁的占用;而Lock则必须要用户去手动释放锁,如果没有主动释放锁,就有可能导致出现死锁现象

  3)Lock是一个接口,在java.util.concurrent.locks包下

public interface Lock {
void lock();
void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
boolean tryLock();
boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
void unlock();
}Lock接口中每个方法的使用:lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)、lockInterruptibly()是用来获取锁的unLock()方法用来释放锁

四个获取锁方法的区别:

2.2.ReentrantLock

  直接使用lock接口的话,我们需要实现很多方法,不太方便,ReentrantLock是唯一实现了Lock接口的类,并且ReentrantLock提供了更多的方法,

ReentrantLock,意思是“可重入锁”

2.3.ReentrantLock的使用案例:

  1.lock():方法是平常使用得最多的一个方法,就是用来获取锁。如果锁已被其他线程获取,则进行等待

  由于在前面讲到如果采用Lock,必须主动去释放锁,并且在发生异常时,不会自动释放锁。因此一般来说,使用Lock必须在try{}catch{}块中进行,

并且将释放锁的操作放在finally块中进行,以保证锁一定被被释放,防止死锁的发生

import java.util.ArrayList;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class MyLockTest {
private static ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
static Lock lock = new ReentrantLock();
public static <E> void main(String[] args) {
new Thread() {
public void run() {
Thread thread = Thread.currentThread();
lock.lock();
try {
System.out.println(thread.getName() + "得到了锁");
for (int i = 0; i < 5; i++) {
arrayList.add(i);
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
} finally {
System.out.println(thread.getName() + "释放了锁");
lock.unlock();
} };
}.start(); new Thread() {
public void run() {
Thread thread = Thread.currentThread();
lock.lock();
try {
System.out.println(thread.getName() + "得到了锁");
for (int i = 0; i < 5; i++) {
arrayList.add(i);
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
} finally {
System.out.println(thread.getName() + "释放了锁");
lock.unlock();
} };
}.start();
}
}

  2.tryLock():方法是有返回值的,它表示用来尝试获取锁,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,也

就说这个方法无论如何都会立即返回。在拿不到锁时不会一直在那等待

package cn.cn.lock;import java.util.ArrayList;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* 观察现象:一个线程获得锁后,另一个线程取不到锁,不会一直等待
*/
public class MyTryLock {
private static ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
static Lock lock = new ReentrantLock();
public static void main(String[] args) {
new Thread() {
public void run() {
Thread thread = Thread.currentThread();
boolean tryLock = lock.tryLock();
System.out.println(thread.getName()+" "+tryLock);
if (tryLock) {
try {
System.out.println(thread.getName() + "得到了锁");
for (int i = 0; i < 5; i++) {
arrayList.add(i);
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
} finally {
System.out.println(thread.getName() + "释放了锁");
lock.unlock();
}
}
};
}.start(); new Thread() {
public void run() {
Thread thread = Thread.currentThread();
boolean tryLock = lock.tryLock();
System.out.println(thread.getName()+" "+tryLock);
if (tryLock) {
try {
System.out.println(thread.getName() + "得到了锁");
for (int i = 0; i < 5; i++) {
arrayList.add(i);
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
} finally {
System.out.println(thread.getName() + "释放了锁");
lock.unlock();
}
}
};
}.start();
}
}

  3.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

  4.lockInterruptibly():方法比较特殊,当通过这个方法去获取锁时,如果其他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。也就使说,当两个线程同时通过lock.lockInterruptibly()想获取某个锁时,假若此时线程A获取到了锁,而线程B只有等待,那么对线程B调用这个

interrupt()方法能够中断线程B的等待过程注意,当一个线程获取了锁之后,是不会被interrupt()方法中断的。

  因此当通过lockInterruptibly()方法获取某个锁时,如果不能获取到,只有进行等待的情况下,是可以响应中断的

  而用synchronized修饰的话,当一个线程处于等待某个锁的状态,是无法被中断的,只有一直等待下去

package cn.cn.lock;import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* 观察现象:如果thread-0得到了锁,阻塞。。。thread-1尝试获取锁,如果拿不到,则可以被中断等待
*/
public class MyInterruptibly {
private Lock lock = new ReentrantLock(); public static void main(String[] args) {
MyInterruptibly test = new MyInterruptibly();
MyThread thread0 = new MyThread(test);
MyThread thread1 = new MyThread(test);
thread0.start();
thread1.start(); try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
thread1.interrupt();
System.out.println("=====================");
} public void insert(Thread thread) throws InterruptedException{
lock.lockInterruptibly(); //注意,如果需要正确中断等待锁的线程,必须将获取锁放在外面,然后将InterruptedException抛出
try {
System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
long startTime = System.currentTimeMillis();
for( ; ;) {
if(System.currentTimeMillis() - startTime >= Integer.MAX_VALUE)
break;
//插入数据
}
}
finally {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行finally");
lock.unlock();
System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
}
}
} class MyThread extends Thread {
private MyInterruptibly test = null;
public MyThread(MyInterruptibly test) {
this.test = test;
}
@Override
public void run() {
try {
test.insert(Thread.currentThread());
} catch (Exception e) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被中断");
}
}
}

3.ReadWriteLock

  ReadWriteLock也是一个接口,在它里面只定义了两个方法:

public interface ReadWriteLock {
/**
* Returns the lock used for reading.
*
* @return the lock used for reading.
*/
Lock readLock(); /**
* Returns the lock used for writing.
*
* @return the lock used for writing.
*/
Lock writeLock();
}

  一个用来获取读锁,一个用来获取写锁。也就是说将文件的读写操作分开,分成2个锁来分配给线程,从而使得多个线程可以同时进行读操作。

下面的ReentrantReadWriteLock实现了ReadWriteLock接口

3.1.ReentrantReadWriteLock

  ReentrantReadWriteLock里面提供了很多丰富的方法,不过最主要的有两个方法:readLock()和writeLock()用来获取读锁和写锁

  例子1:假如有多个线程要同时进行读操作的话,先看一下synchronized达到的效果

package cn.cn.lock;
/**
* 一个线程又要读又要写,用synchronize来实现的话,读写操作都只能锁住后一个线程一个线程地进行
* @author
*/
public class MySynchronizedReadWrite {
public static void main(String[] args) {
final MySynchronizedReadWrite test = new MySynchronizedReadWrite();
new Thread(){
public void run() {
test.get(Thread.currentThread());
};
}.start(); new Thread(){
public void run() {
test.get(Thread.currentThread());
};
}.start();
} public synchronized void get(Thread thread) {
long start = System.currentTimeMillis();
int i=0;
while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {
i++;
if(i%4==0){
System.out.println(thread.getName()+"正在进行写操作");
}else {
System.out.println(thread.getName()+"正在进行读操作");
}
}
System.out.println(thread.getName()+"读写操作完毕");
}
}

  例子2:改成用读写锁的话:

package cn.cn.lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
/**
* 使用读写锁,可以实现读写分离锁定,读操作并发进行,写操作锁定单个线程
*
* 如果有一个线程已经占用了读锁,则此时其他线程如果要申请写锁,则申请写锁的线程会一直等待释放读锁。
* 如果有一个线程已经占用了写锁,则此时其他线程如果申请写锁或者读锁,则申请的线程会一直等待释放写锁。
*
*/
public class MyReentrantReadWriteLock {
private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock(); public static void main(String[] args) {
final MyReentrantReadWriteLock test = new MyReentrantReadWriteLock(); new Thread(){
public void run() {
test.get(Thread.currentThread());
test.write(Thread.currentThread());
};
}.start(); new Thread(){
public void run() {
test.get(Thread.currentThread());
test.write(Thread.currentThread());
};
}.start();
} /**
* 读操作,用读锁来锁定
* @param thread
*/
public void get(Thread thread) {
rwl.readLock().lock();
try {
long start = System.currentTimeMillis();
while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {
System.out.println(thread.getName()+"正在进行读操作");
}
System.out.println(thread.getName()+"读操作完毕");
} finally {
rwl.readLock().unlock();
}
} /**
* 写操作,用写锁来锁定
* @param thread
*/
public void write(Thread thread) {
rwl.writeLock().lock();;
try {
long start = System.currentTimeMillis(); while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {
System.out.println(thread.getName()+"正在进行写操作");
}
System.out.println(thread.getName()+"写操作完毕");
} finally {
rwl.writeLock().unlock();
}
}
}

  注意:

  不过要注意的是,如果有一个线程已经占用了读锁,则此时其他线程如果要申请写锁,则申请写锁的线程会一直等待释放读锁。

  如果有一个线程已经占用了写锁,则此时其他线程如果申请写锁或者读锁,则申请的线程会一直等待释放写锁。

Lock和synchronized的选择  1)Lock是一个接口,而synchronized是Java中的关键字,synchronized是内置的语言实现;
  2)synchronized在发生异常时,会自动释放线程占有的锁,因此不会导致死锁现象发生;而Lock在发生异常时,如果没有主动通过unLock()去释放锁,
则很可能造成死锁现象,因此使用Lock时需要在finally块中释放锁;
  3)Lock可以让等待锁的线程响应中断,而synchronized却不行,使用synchronized时,等待的线程会一直等待下去,不能够响应中断;
  4)通过Lock可以知道有没有成功获取锁,而synchronized却无法办到。
  5)Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。
  在性能上来说,如果竞争资源不激烈,两者的性能是差不多的,而当竞争资源非常激烈时(即有大量线程同时竞争),此时Lock的性能要远远优于
synchronized。所以说,在具体使用时要根据适当情况选择

微信扫一扫

支付宝扫一扫

本文网址:https://www.zhankr.net/141355.html

相关推荐
python开发_常用的python模块及安装方法
adodb:我们领导推荐的数据库连接组件bsddb3:BerkeleyDB的连接组件Cheetah-1.0:我比较喜欢这个版本的cheeta…
日期:2022-11-24 点赞:875 阅读:5,071
Educational Codeforces Round 11 C. Hard Process 二分
C. Hard Process题目连接:http://www.codeforces.com/contest/660/problem/CDes…
日期:2022-11-24 点赞:806 阅读:3,505
下载Ubuntn 17.04 内核源代码
zengkefu@server1:/usr/src$ uname -aLinux server1 4.10.0-19-generic #21…
日期:2022-11-24 点赞:565 阅读:4,316
可用Active Desktop Calendar V7.86 注册码序列号
可用Active Desktop Calendar V7.86 注册码序列号Name: www.greendown.cn Code: &nb…
日期:2022-11-24 点赞:730 阅读:4,311
Android调用系统相机、自定义相机、处理大图片
Android调用系统相机和自定义相机实例本博文主要是介绍了android上使用相机进行拍照并显示的两种方式,并且由于涉及到要把拍到的照片显…
日期:2022-11-24 点赞:512 阅读:4,911
Struts的使用
一、Struts2的获取  Struts的官方网站为:http://struts.apache.org/  下载完Struts2的jar包,…
日期:2022-11-24 点赞:671 阅读:3,099
发表评论
暂无评论

还没有评论呢,快来抢沙发~

助力内容变现

将您的收入提升到一个新的水平

点击联系客服

在线时间:8:00-16:00

客服电话

400-888-8888

客服邮箱

ceotheme@ceo.com

扫描二维码

关注微信公众号

扫描二维码

手机访问本站