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:
- 该线程执行完对应代码块,自动释放锁。
- 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大佬留言评论。
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(); }}