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java中实现同步的两种方式:syschronized和lock的区别和联系

技术 2022年11月14日
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Lock是java.util.concurrent.locks包下的接口，Lock 实现提供了比使用synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作，它能以更优雅的方式处理线程同步问题，我们拿Java线程(二)中的一个例子简单的实现一下和sychronized一样的效果，代码如下：

  1. public class LockTest {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. final Outputter1 output = new Outputter1();
  4. new Thread() {
  5. public void run() {
  6. output.output(“zhangsan”);
  7. };
  8. }.start();
  9. new Thread() {
  10. public void run() {
  11. output.output(“lisi”);
  12. };
  13. }.start();
  14. }
  15. }
  16. class Outputter1 {
  17. private Lock lock = new ReentrantLock();// 锁对象
  18. public void output(String name) {
  19. // TODO 线程输出方法
  20. lock.lock();// 得到锁
  21. try {
  22. for(int i = 0; i < name.length(); i++) {
  23. System.out.print(name.charAt(i));
  24. }
  25. } finally {
  26. lock.unlock();// 释放锁
  27. }
  28. }
  29. }

这样就实现了和sychronized一样的同步效果，需要注意的是，用sychronized修饰的方法或者语句块在代码执行完之后锁自动释放，而用Lock需要我们手动释放锁，所以为了保证锁最终被释放(发生异常情况)，要把互斥区放在try内，释放锁放在finally内。

如果说这就是Lock，那么它不能成为同步问题更完美的处理方式，下面要介绍的是读写锁(ReadWriteLock)，我们会有一种需求，在对数据进行读写的时候，为了保证数据的一致性和完整性，需要读和写是互斥的，写和写是互斥的，但是读和读是不需要互斥的，这样读和读不互斥性能更高些，来看一下不考虑互斥情况的代码原型：

  1. public class ReadWriteLockTest {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. final Data data = new Data();
  4. for (int i = 0; i < 3; i++) {
  5. new Thread(new Runnable() {
  6. public void run() {
  7. for (int j = 0; j < 5; j++) {
  8. data.set(new Random().nextInt(30));
  9. }
  10. }
  11. }).start();
  12. }
  13. for (int i = 0; i < 3; i++) {
  14. new Thread(new Runnable() {
  15. public void run() {
  16. for (int j = 0; j < 5; j++) {
  17. data.get();
  18. }
  19. }
  20. }).start();
  21. }
  22. }
  23. }
  24. class Data {
  25. private int data;// 共享数据
  26. public void set(int data) {
  27. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “准备写入数据”);
  28. try {
  29. Thread.sleep(20);
  30. } catch (InterruptedException e) {
  31. e.printStackTrace();
  32. }
  33. this.data = data;
  34. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “写入” + this.data);
  35. }
  36. public void get() {
  37. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “准备读取数据”);
  38. try {
  39. Thread.sleep(20);
  40. } catch (InterruptedException e) {
  41. e.printStackTrace();
  42. }
  43. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “读取” + this.data);
  44. }
  45. }

部分输出结果：

  1. Thread-1准备写入数据
  2. Thread-3准备读取数据
  3. Thread-2准备写入数据
  4. Thread-0准备写入数据
  5. Thread-4准备读取数据
  6. Thread-5准备读取数据
  7. Thread-2写入12
  8. Thread-4读取12
  9. Thread-5读取5
  10. Thread-1写入12

我们要实现写入和写入互斥，读取和写入互斥，读取和读取互斥，在set和get方法加入sychronized修饰符：

  1. public synchronized void set(int data) {…}
  2. public synchronized void get() {…}

部分输出结果：

  1. Thread-0准备写入数据
  2. Thread-0写入9
  3. Thread-5准备读取数据
  4. Thread-5读取9
  5. Thread-5准备读取数据
  6. Thread-5读取9
  7. Thread-5准备读取数据
  8. Thread-5读取9
  9. Thread-5准备读取数据
  10. Thread-5读取9

我们发现，虽然写入和写入互斥了，读取和写入也互斥了，但是读取和读取之间也互斥了，不能并发执行，效率较低，用读写锁实现代码如下：

  1. class Data {
  2. private int data;// 共享数据
  3. private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
  4. public void set(int data) {
  5. rwl.writeLock().lock();// 取到写锁
  6. try {
  7. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “准备写入数据”);
  8. try {
  9. Thread.sleep(20);
  10. } catch (InterruptedException e) {
  11. e.printStackTrace();
  12. }
  13. this.data = data;
  14. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “写入” + this.data);
  15. } finally {
  16. rwl.writeLock().unlock();// 释放写锁
  17. }
  18. }
  19. public void get() {
  20. rwl.readLock().lock();// 取到读锁
  21. try {
  22. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “准备读取数据”);
  23. try {
  24. Thread.sleep(20);
  25. } catch (InterruptedException e) {
  26. e.printStackTrace();
  27. }
  28. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “读取” + this.data);
  29. } finally {
  30. rwl.readLock().unlock();// 释放读锁
  31. }
  32. }
  33. }

部分输出结果：

  1. Thread-4准备读取数据
  2. Thread-3准备读取数据
  3. Thread-5准备读取数据
  4. Thread-5读取18
  5. Thread-4读取18
  6. Thread-3读取18
  7. Thread-2准备写入数据
  8. Thread-2写入6
  9. Thread-2准备写入数据
  10. Thread-2写入10
  11. Thread-1准备写入数据
  12. Thread-1写入22
  13. Thread-5准备读取数据

从结果可以看出实现了我们的需求，这只是锁的基本用法，锁的机制还需要继续深入学习。

本文来自：高爽|Coder，原文地址：http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/7461369，转载请注明。

在java中有两种方式实现原子性操作（即同步操作）：
1）使用同步关键字synchronized
2）使用lock锁机制其中也包括相应的读写锁

package com.xiaohao.test;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class Test {
public static void main(String[] args) {
final LockTest lock=new LockTest();
//输出张三
new Thread(){
public void run(){
lock.test(“张三张三张三张三张三张三张三张三张三张三”);
}
}.start();

//输出李四
new Thread(){
public void run(){
lock.test(“李四李四李四李四李四李四李四李四李四李四”);System.out.println

(“\n—————————————————————“);
}
}.start();

//—————————————————————
//模拟写入数据的
for (int i = 0; i < 3; i++) {
new Thread(){
public void run() {
for (int j = 0; j < 5; j++) {
// lock.set(new Random().nextInt(30));
lock.set2(new Random().nextInt(30));

}
}
}.start();

}
//模拟读取数据的
for (int i = 0; i < 3; i++) {
new Thread(){
public void run() {
for (int j = 0; j < 5; j++) {
// lock.get();
lock.get2();
}
}
}.start();
}

}
}

class LockTest{
private Lock lock=new ReentrantLock(); //创建普通的锁
private ReadWriteLock readWriteLock=new ReentrantReadWriteLock();//创建读写锁
private int data;// 共享数据

//实现同步的方法一 使用同步关键字 synchronized
public synchronized void test(String name){
//下面的相关操作是一个原子性的操作
// lock.lock();// 得到锁
try {
for(int i = 0; i < name.length(); i++) {
System.out.print(name.charAt(i));
}
} finally {
// lock.unlock();// 释放锁
}
}

//实现同步的方法二 使用lock锁机制
public void test2(String name){
//下面的相关操作是一个原子性的操作
lock.lock();// 得到锁
try {
for(int i = 0; i < name.length(); i++) {
System.out.print(name.charAt(i));
}
} finally {
lock.unlock();// 释放锁
}
}

//使用set方法模拟写入数据
//使用 synchronized 实现了读读，写写，读写之间的互斥 ，但读读之间的互斥是没有什么必要的
public synchronized void set(int data){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “准备写入数据”);
try {
Thread.sleep(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
this.data = data;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “写入” + this.data);
}

//使用get方法模拟读取数据
//使用 synchronized 实现了读读，写写，读写之间的互斥 ，但读读之间的互斥是没有什么必要的
public synchronized void get() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “准备读取数据”);
try {
Thread.sleep(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “读取” + this.data);
}

//使用set方法模拟写入数据
//使用 读写锁实现了写写，读写之间的互斥 ，但读读之间的互斥是没有什么必要的
public void set2(int data){
readWriteLock.writeLock().lock();//获取写入锁
try{
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “准备写入数据”);
try {
Thread.sleep(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
this.data = data;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “写入” + this.data);
}
finally{
readWriteLock.writeLock().unlock();
}
}

//使用get方法模拟读取数据
//使用 读写锁实现了写写，读写之间的互斥 ，但读读之间的互斥是没有什么必要的
public void get2() {
//获取相应的读锁
readWriteLock.readLock().lock();
try{
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “准备读取数据”);
try {
Thread.sleep(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “读取” + this.data);
}
finally{
// 释放相应的写锁
readWriteLock.readLock().unlock();
}
}

}

线程同步经典版：

package com.xiaohao.test;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class Test2{

public static void main(String[] args){

final LockTest2 lockTest=new LockTest2();

for(int i=0;i<3;i++)   {

new Thread(){

public void run(){

try {

for (int j = 0; j < 3; j++) {

lockTest.setValue();

}    } catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block     e.printStackTrace();

}

}

}.start();

}

for(int i=0;i<3;i++)   {

new Thread(){

public void run(){

try {

for (int j = 0; j < 3; j++) {

lockTest.getValue();

}

} catch (InterruptedException e)

{     // TODO Auto-generated catch block     e.printStackTrace();    }

}

}.start();

}

}

}

class  LockTest2 {

int data=0;

ReentrantReadWriteLock lock= new ReentrantReadWriteLock();// 锁对象

public void setValue() throws InterruptedException{

lock.writeLock().lock();

System.out.println(“正在使用写锁……”);

data=(int) (Math.random()*10);

System.out.println(“正在写入：”+data);

Thread.sleep(500);

System.out.println(“写锁调用完毕—————————“);

lock.writeLock().unlock();  }

public void getValue() throws InterruptedException{

lock.readLock().lock();

System.out.println(“正在使用读锁…………………………………….”);

System.out.println(“正在读入：”+data);    Thread.sleep(500);

System.out.println(“读锁调用完毕……”);

lock.readLock().unlock();

}

}

**** 当一个线程进入了一个对象是的synchronized方法，那么其它线程还能掉否调用此对象的其它方法？

这个问题需要分几种情况进行讨论。

1）查看其它方法是否使用了同步关键字(synchronized)修饰，如果没有的话就可以调用相关的方法。

2）在当前synchronized方法中是否调用了wait方法，如果调用了，则对应的锁已经释放，可以访问了。

3）如果其它方法也使用synchronized修饰，并且当前同步方法中没有调用wait方法的话，这样是不允许访问的。

4）如果其它方法是静态方法的话，由于静态方法和对象是扯不上什么关系，对于静态同步方法而言，其对应的同步监视器为当前类的字节码

所以肯定可以访问的了。

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