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synchronized的缺陷
一个代码块被synchronized修饰只有两种情况会释放锁
- 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;
- 线程发生异常,此时JVM会让线程自动释放锁
所以会产生以下的问题
- 那么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。没有超时中断的机制
- 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。需要一种锁可以区分读写操作
总结一下,也就是说Lock提供了比synchronized更多的功能。但是要注意以下几点:
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可以知道线程有没有成功获取锁,这个是synchronized无法办到的
3)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。
对于synchronized方法或者synchronized代码块,当出现异常时,JVM会自动释放当前线程占用的锁,因此不会由于异常导致出现死锁现象。
lock接口的说明
首先要说明的就是Lock,通过查看Lock的源码可知,Lock是一个接口:
1 public interface Lock {
2 void lock();
3 void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
4 boolean tryLock();
5 boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
6 void unlock();
7 Condition newCondition();
8 }
下面来逐个讲述Lock接口中每个方法的使用,lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)和lockInterruptibly()是用来获取锁的。unLock()方法是用来释放锁的。
首先lock()方法是平常使用得最多的一个方法,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,防止死锁的发生
1 Lock lock = ...;
2 lock.lock();
3 try{
4 //处理任务
5 }catch(Exception ex){
6
7 }finally{
8 lock.unlock(); //释放锁
9 }
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。
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。
1 Lock lock = ...;
2 if(lock.tryLock()) {
3 try{
4 //处理任务
5 }catch(Exception ex){
6
7 }finally{
8 lock.unlock(); //释放锁
9 }
10 }else {
11 //如果不能获取锁,则直接做其他事情
12 }
lockInterruptibly()方法比较特殊,当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。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只有在等待,那么对线程B调用threadB.interrupt()方法能够中断线程B的等待过程。
由于lockInterruptibly()的声明中抛出了异常,所以lock.lockInterruptibly()必须放在try块中或者在调用lockInterruptibly()的方法外声明抛出InterruptedException。
因此lockInterruptibly()一般的使用形式如下:
1 public void method() throws InterruptedException {
2 lock.lockInterruptibly();
3 try {
4 //.....
5 }
6 finally {
7 lock.unlock();
8 }
9 }
注意,当一个线程获取了锁之后,是不会被interrupt()方法中断的。因为本身在前面的文章中讲过单独调用interrupt()方法不能中断正在运行过程中的线程,只能中断阻塞过程中的线程。
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。
ReentrantLock
ReentrantLock是唯一实现了Lock接口的类,并且ReentrantLock提供了更多的方法。
lockInterruptibly()响应中断的使用方法:
1 public class Test {
2 private Lock lock = new ReentrantLock();
3 public static void main(String[] args) {
4 Test test = new Test();
5 MyThread thread1 = new MyThread(test);
6 MyThread thread2 = new MyThread(test);
7 thread1.start();
8 thread2.start();
9
10 try {
11 Thread.sleep(2000);
12 } catch (InterruptedException e) {
13 e.printStackTrace();
14 }
15 thread2.interrupt();
16 }
17
18 public void insert(Thread thread) throws InterruptedException{
19 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
20 try {
21 System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
22 long startTime = System.currentTimeMillis();
23 for( ; ;) {
24 if(System.currentTimeMillis() - startTime >= Integer.MAX_VALUE)
25 break;
26 //插入数据
27 }
28 }
29 finally {
30 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行finally");
31 lock.unlock();
32 System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
33 }
34 }
35 }
36
37 class MyThread extends Thread {
38 private Test test = null;
39 public MyThread(Test test) {
40 this.test = test;
41 }
42 @Override
43 public void run() {
44
45 try {
46 test.insert(Thread.currentThread());
47 } catch (InterruptedException e) {
48 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被中断");
49 }
50 }
51 }
ReadWriteLock
ReadWriteLock也是一个接口,在它里面只定义了两个方法:
1 public interface ReadWriteLock {
2 /**
3 * Returns the lock used for reading.
4 *
5 * @return the lock used for reading.
6 */
7 Lock readLock();
8
9 /**
10 * Returns the lock used for writing.
11 *
12 * @return the lock used for writing.
13 */
14 Lock writeLock();
15 }
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。
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。
1 public class Test {
2 private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
3
4 public static void main(String[] args) {
5 final Test test = new Test();
6
7 new Thread(){
8 public void run() {
9 test.get(Thread.currentThread());
10 };
11 }.start();
12
13 new Thread(){
14 public void run() {
15 test.get(Thread.currentThread());
16 };
17 }.start();
18
19 }
20
21 public void get(Thread thread) {
22 rwl.readLock().lock();
23 try {
24 long start = System.currentTimeMillis();
25
26 while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {
27 System.out.println(thread.getName()+"正在进行读操作");
28 }
29 System.out.println(thread.getName()+"读操作完毕");
30 } finally {
31 rwl.readLock().unlock();
32 }
33 }
34 }
Lock和synchronized的选择
总结来说,Lock和synchronized有以下几点不同:
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。
ReentrantLock 原理分析https://www.jianshu.com/p/9e6e84f15b95?utm_campaign=maleskine&utm_content=note&utm_medium=seo_notes&utm_source=recommendation
来源:oschina
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