synchronized 的局限性 與 Lock 的優點


我們已經知道,synchronized 是Java的關鍵字,是Java的內置特性,在JVM層面實現了對臨界資源的同步互斥訪問,但 synchronized 粒度有些大,在處理實際問題時存在諸多局限性,比如響應中斷等。Lock 提供了比 synchronized更廣泛的鎖操作,它能以更優雅的方式處理線程同步問題。本文以synchronized與Lock的對比為切入點,對Java中的Lock框架的枝干部分進行了詳細介紹,最后給出了鎖的一些相關概念。

一. synchronized 的局限性 與 Lock 的優點

如果一個代碼塊被synchronized關鍵字修飾,當一個線程獲取了對應的鎖,並執行該代碼塊時,其他線程便只能一直等待直至占有鎖的線程釋放鎖。事實上,占有鎖的線程釋放鎖一般會是以下三種情況之一:

  • 占有鎖的線程執行完了該代碼塊,然后釋放對鎖的占有;
  • 占有鎖線程執行發生異常,此時JVM會讓線程自動釋放鎖;
  • 占有鎖線程進入 WAITING 狀態從而釋放鎖,例如在該線程中調用wait()方法等。

synchronized 是Java語言的內置特性,可以輕松實現對臨界資源的同步互斥訪問。那么,為什么還會出現Lock呢?試考慮以下三種情況:

Case 1 :

在使用synchronized關鍵字的情形下,假如占有鎖的線程由於要等待IO或者其他原因(比如調用sleep方法)被阻塞了,但是又沒有釋放鎖,那么其他線程就只能一直等待,別無他法。這會極大影響程序執行效率。因此,就需要有一種機制可以不讓等待的線程一直無期限地等待下去(比如只等待一定的時間 (解決方案:tryLock(long time, TimeUnit unit)) 或者 能夠響應中斷 (解決方案:lockInterruptibly())),這種情況可以通過 Lock 解決。

Case 2 :

我們知道,當多個線程讀寫文件時,讀操作和寫操作會發生沖突現象,寫操作和寫操作也會發生沖突現象,但是讀操作和讀操作不會發生沖突現象。但是如果采用synchronized關鍵字實現同步的話,就會導致一個問題,即當多個線程都只是進行讀操作時,也只有一個線程在可以進行讀操作,其他線程只能等待鎖的釋放而無法進行讀操作。因此,需要一種機制來使得當多個線程都只是進行讀操作時,線程之間不會發生沖突。同樣地,Lock也可以解決這種情況 (解決方案:ReentrantReadWriteLock) 。

Case 3 :

我們可以通過Lock得知線程有沒有成功獲取到鎖 (解決方案:ReentrantLock) ,但這個是synchronized無法辦到的。

上面提到的三種情形,我們都可以通過Lock來解決,但 synchronized 關鍵字卻無能為力。事實上,Lock 是 java.util.concurrent.locks包 下的接口,Lock 實現提供了比 synchronized 關鍵字 更廣泛的鎖操作,它能以更優雅的方式處理線程同步問題。也就是說,Lock提供了比synchronized更多的功能。但是要注意以下幾點:

1)synchronized是Java的關鍵字,因此是Java的內置特性,是基於JVM層面實現的。而Lock是一個Java接口,是基於JDK層面實現的,通過這個接口可以實現同步訪問;

2)采用synchronized方式不需要用戶去手動釋放鎖,當synchronized方法或者synchronized代碼塊執行完之后,系統會自動讓線程釋放對鎖的占用;而 Lock則必須要用戶去手動釋放鎖,如果沒有主動釋放鎖,就有可能導致死鎖現象。

二. java.util.concurrent.locks包下常用的類與接口

以下是 java.util.concurrent.locks包下主要常用的類與接口的關系:

1、Lock

通過查看Lock的源碼可知,Lock 是一個接口:

public interface Lock { void lock(); void lockInterruptibly() throws InterruptedException; // 可以響應中斷 boolean tryLock(); boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException; // 可以響應中斷 void unlock(); Condition newCondition(); }

下面來逐個分析Lock接口中每個方法。lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit) 和 lockInterruptibly()都是用來獲取鎖的。unLock()方法是用來釋放鎖的。newCondition() 返回 綁定到此 Lock 的新的 Condition 實例 ,用於線程間的協作,詳細內容見文章《Java 並發:線程間通信與協作》

1). lock()

在Lock中聲明了四個方法來獲取鎖,那么這四個方法有何區別呢?首先,lock()方法是平常使用得最多的一個方法,就是用來獲取鎖。如果鎖已被其他線程獲取,則進行等待。在前面已經講到,如果采用Lock,必須主動去釋放鎖,並且在發生異常時,不會自動釋放鎖。因此,一般來說,使用Lock必須在try…catch…塊中進行,並且將釋放鎖的操作放在finally塊中進行,以保證鎖一定被被釋放,防止死鎖的發生。通常使用Lock來進行同步的話,是以下面這種形式去使用的:

Lock lock = ...;
lock.lock(); try{ //處理任務 }catch(Exception ex){ }finally{ lock.unlock(); //釋放鎖 }

2). tryLock() & tryLock(long time, TimeUnit unit)

tryLock()方法是有返回值的,它表示用來嘗試獲取鎖,如果獲取成功,則返回true;如果獲取失敗(即鎖已被其他線程獲取),則返回false,也就是說,這個方法無論如何都會立即返回(在拿不到鎖時不會一直在那等待)。

tryLock(long time, TimeUnit unit)方法和tryLock()方法是類似的,只不過區別在於這個方法在拿不到鎖時會等待一定的時間,在時間期限之內如果還拿不到鎖,就返回false,同時可以響應中斷。如果一開始拿到鎖或者在等待期間內拿到了鎖,則返回true。

一般情況下,通過tryLock來獲取鎖時是這樣使用的:

Lock lock = ...;
if(lock.tryLock()) { try{ //處理任務 }catch(Exception ex){ }finally{ lock.unlock(); //釋放鎖 } }else { //如果不能獲取鎖,則直接做其他事情 }

3). lockInterruptibly()

lockInterruptibly()方法比較特殊,當通過這個方法去獲取鎖時,如果線程 正在等待獲取鎖,則這個線程能夠 響應中斷,即中斷線程的等待狀態。例如,當兩個線程同時通過lock.lockInterruptibly()想獲取某個鎖時,假若此時線程A獲取到了鎖,而線程B只有在等待,那么對線程B調用threadB.interrupt()方法能夠中斷線程B的等待過程。

由於lockInterruptibly()的聲明中拋出了異常,所以lock.lockInterruptibly()必須放在try塊中或者在調用lockInterruptibly()的方法外聲明拋出 InterruptedException,但推薦使用后者,原因稍后闡述。因此,lockInterruptibly()一般的使用形式如下:

public void method() throws InterruptedException { lock.lockInterruptibly(); try { //..... } finally { lock.unlock(); } }

注意,當一個線程獲取了鎖之后,是不會被interrupt()方法中斷的。因為interrupt()方法只能中斷阻塞過程中的線程而不能中斷正在運行過程中的線程。因此,當通過lockInterruptibly()方法獲取某個鎖時,如果不能獲取到,那么只有進行等待的情況下,才可以響應中斷的。與 synchronized 相比,當一個線程處於等待某個鎖的狀態,是無法被中斷的,只有一直等待下去。

2、ReentrantLock

ReentrantLock,即 可重入鎖。ReentrantLock是唯一實現了Lock接口的類,並且ReentrantLock提供了更多的方法。下面通過一些實例學習如何使用 ReentrantLock。

例 1 : Lock 的正確使用

public class Test { private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>(); public static void main(String[] args) { final Test test = new Test(); new Thread("A") { public void run() { test.insert(Thread.currentThread()); }; }.start(); new Thread("B") { public void run() { test.insert(Thread.currentThread()); }; }.start(); } public void insert(Thread thread) { Lock lock = new ReentrantLock(); // 注意這個地方:lock被聲明為局部變量 lock.lock(); try { System.out.println("線程" + thread.getName() + "得到了鎖..."); for (int i = 0; i < 5; i++) { arrayList.add(i); } } catch (Exception e) { } finally { System.out.println("線程" + thread.getName() + "釋放了鎖..."); lock.unlock(); } } }/* Output: 線程A得到了鎖... 線程B得到了鎖... 線程A釋放了鎖... 線程B釋放了鎖... *///:~

結果或許讓人覺得詫異。第二個線程怎么會在第一個線程釋放鎖之前得到了鎖?原因在於,在insert方法中的lock變量是局部變量,每個線程執行該方法時都會保存一個副本,那么每個線程執行到lock.lock()處獲取的是不同的鎖,所以就不會對臨界資源形成同步互斥訪問。因此,我們只需要將lock聲明為成員變量即可,如下所示。

public class Test { private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>(); private Lock lock = new ReentrantLock(); // 注意這個地方:lock被聲明為成員變量 ... }/* Output: 線程A得到了鎖... 線程A釋放了鎖... 線程B得到了鎖... 線程B釋放了鎖... *///:~

例 2 : tryLock() & tryLock(long time, TimeUnit unit)

public class Test { private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>(); private Lock lock = new ReentrantLock(); // 注意這個地方:lock 被聲明為成員變量 public static void main(String[] args) { final Test test = new Test(); new Thread("A") { public void run() { test.insert(Thread.currentThread()); }; }.start(); new Thread("B") { public void run() { test.insert(Thread.currentThread()); }; }.start(); } public void insert(Thread thread) { if (lock.tryLock()) { // 使用 tryLock() try { System.out.println("線程" + thread.getName() + "得到了鎖..."); for (int i = 0; i < 5; i++) { arrayList.add(i); } } catch (Exception e) { } finally { System.out.println("線程" + thread.getName() + "釋放了鎖..."); lock.unlock(); } } else { System.out.println("線程" + thread.getName() + "獲取鎖失敗..."); } } }/* Output: 線程A得到了鎖... 線程B獲取鎖失敗... 線程A釋放了鎖... *///:~

與 tryLock() 不同的是,tryLock(long time, TimeUnit unit) 能夠響應中斷,即支持對獲取鎖的中斷,但嘗試獲取一個內部鎖的操作(進入一個 synchronized 塊)是不能被中斷的。如下所示:

public class Test { private Lock lock = new ReentrantLock(); public static void main(String[] args) { Test test = new Test(); MyThread thread1 = new MyThread(test,"A"); MyThread thread2 = new MyThread(test,"B"); thread1.start(); thread2.start(); try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } thread2.interrupt(); } public void insert(Thread thread) throws InterruptedException{ if(lock.tryLock(4, TimeUnit.SECONDS)){ try { System.out.println("time=" + System.currentTimeMillis() + " ,線程 " + thread.getName()+"得到了鎖..."); long now = System.currentTimeMillis(); while (System.currentTimeMillis() - now < 5000) { // 為了避免Thread.sleep()而需要捕獲InterruptedException而帶來的理解上的困惑, // 此處用這種方法空轉3秒 } }finally{ lock.unlock(); } }else { System.out.println("線程 " + thread.getName()+"放棄了對鎖的獲取..."); } } } class MyThread extends Thread { private Test test = null; public MyThread(Test test,String name) { super(name); this.test = test; } @Override public void run() { try { test.insert(Thread.currentThread()); } catch (InterruptedException e) { System.out.println("time=" + System.currentTimeMillis() + " ,線程 " + Thread.currentThread().getName() + "被中斷..."); } } }/* Output: time=1486693682559, 線程A 得到了鎖... time=1486693684560, 線程B 被中斷...(響應中斷,時間恰好間隔2s) *///:~

例 3 : 使用 lockInterruptibly() 響應中斷

public class Test { private Lock lock = new ReentrantLock(); public static void main(String[] args) { Test test = new Test(); MyThread thread1 = new MyThread(test,"A"); MyThread thread2 = new MyThread(test,"B"); thread1.start(); thread2.start(); try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } thread2.interrupt(); } public void insert(Thread thread) throws InterruptedException{ //注意,如果需要正確中斷等待鎖的線程,必須將獲取鎖放在外面,然后將 InterruptedException 拋出 lock.lockInterruptibly(); try { System.out.println("線程 " + thread.getName()+"得到了鎖..."); long startTime = System.currentTimeMillis(); for( ; ; ) { // 耗時操作 if(System.currentTimeMillis() - startTime >= Integer.MAX_VALUE) break; //插入數據 } }finally { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"執行finally..."); lock.unlock(); System.out.println("線程 " + thread.getName()+"釋放了鎖"); } System.out.println("over"); } } class MyThread extends Thread { private Test test = null; public MyThread(Test test,String name) { super(name); this.test = test; } @Override public void run() { try { test.insert(Thread.currentThread()); } catch (InterruptedException e) { System.out.println("線程 " + Thread.currentThread().getName() + "被中斷..."); } } }/* Output: 線程 A得到了鎖... 線程 B被中斷... *///:~

運行上述代碼之后,發現 thread2 能夠被正確中斷,放棄對任務的執行。特別需要注意的是,如果需要正確中斷等待鎖的線程,必須將獲取鎖放在外面(try 語句塊外),然后將 InterruptedException 拋出。如果不這樣做,像如下代碼所示:

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Test { private Lock lock = new ReentrantLock(); public static void main(String[] args) { Test test = new Test(); MyThread thread1 = new MyThread(test, "A"); MyThread thread2 = new MyThread(test, "B"); thread1.start(); thread2.start(); try { Thread.sleep(5000); System.out.println("線程" + Thread.currentThread().getName() + " 睡醒了..."); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } thread2.interrupt(); } public void insert(Thread thread) { try { // 注意,如果將獲取鎖放在try語句塊里,則必定會執行finally語句塊中的解鎖操作。若線程在獲取鎖時被中斷,則再執行解鎖操作就會導致異常,因為該線程並未獲得到鎖。 lock.lockInterruptibly(); System.out.println("線程 " + thread.getName() + "得到了鎖..."); long startTime = System.currentTimeMillis(); for (;;) { if (System.currentTimeMillis() - startTime >= Integer.MAX_VALUE) // 耗時操作 break; // 插入數據 } } catch (Exception e) { } finally { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "執行finally..."); lock.unlock(); System.out.println("線程 " + thread.getName() + "釋放了鎖..."); } } } class MyThread extends Thread { private Test test = null; public MyThread(Test test, String name) { super(name); this.test = test; } @Override public void run() { test.insert(Thread.currentThread()); System.out.println("線程 " + Thread.currentThread().getName() + "被中斷..."); } }/* Output: 線程A 得到了鎖... 線程main 睡醒了... B執行finally... Exception in thread "B" java.lang.IllegalMonitorStateException at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$Sync.tryRelease(Unknown Source) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.release(Unknown Source) at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.unlock(Unknown Source) at Test.insert(Test.java:39) at MyThread.run(Test.java:56) *///:~

注意,上述代碼就將鎖的獲取操作放在try語句塊里,則必定會執行finally語句塊中的解鎖操作。在 准備獲取鎖的 線程B 被中斷后,再執行解鎖操作就會拋出 IllegalMonitorStateException,因為該線程並未獲得到鎖卻執行了解鎖操作。

3、ReadWriteLock

ReadWriteLock也是一個接口,在它里面只定義了兩個方法:

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(); }

一個用來獲取讀鎖,一個用來獲取寫鎖。也就是說,將對臨界資源的讀寫操作分成兩個鎖來分配給線程,從而使得多個線程可以同時進行讀操作。下面的 ReentrantReadWriteLock 實現了 ReadWriteLock 接口。

4、ReentrantReadWriteLock

ReentrantReadWriteLock 里面提供了很多豐富的方法,不過最主要的有兩個方法:readLock()和writeLock()用來獲取讀鎖和寫鎖。下面通過幾個例子來看一下ReentrantReadWriteLock具體用法。假如有多個線程要同時進行讀操作的話,先看一下synchronized達到的效果:

public class Test { public static void main(String[] args) { final Test test = new Test(); new Thread("A"){ public void run() { test.get(Thread.currentThread()); }; }.start(); new Thread("B"){ public void run() { test.get(Thread.currentThread()); }; }.start(); } public synchronized void get(Thread thread) { long start = System.currentTimeMillis(); System.out.println("線程"+ thread.getName()+"開始讀操作..."); while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) { System.out.println("線程"+ thread.getName()+"正在進行讀操作..."); } System.out.println("線程"+ thread.getName()+"讀操作完畢..."); } }/* Output: 線程A開始讀操作... 線程A正在進行讀操作... ... 線程A正在進行讀操作... 線程A讀操作完畢... 線程B開始讀操作... 線程B正在進行讀操作... ... 線程B正在進行讀操作... 線程B讀操作完畢... *///:~

這段程序的輸出結果會是,直到線程A執行完讀操作之后,才會打印線程B執行讀操作的信息。而改成使用讀寫鎖的話:

public class Test { private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock(); public static void main(String[] args) { final Test test = new Test(); new Thread("A") { public void run() { test.get(Thread.currentThread()); }; }.start(); new Thread("B") { public void run() { test.get(Thread.currentThread()); }; }.start(); } public void get(Thread thread) { rwl.readLock().lock(); // 在外面獲取鎖 try { long start = System.currentTimeMillis(); System.out.println("線程" + thread.getName() + "開始讀操作..."); while (System.currentTimeMillis() - start <= 1) { System.out.println("線程" + thread.getName() + "正在進行讀操作..."); } System.out.println("線程" + thread.getName() + "讀操作完畢..."); } finally { rwl.readLock().unlock(); } } }/* Output: 線程A開始讀操作... 線程B開始讀操作... 線程A正在進行讀操作... 線程A正在進行讀操作... 線程B正在進行讀操作... ... 線程A讀操作完畢... 線程B讀操作完畢... *///:~

我們可以看到,線程A和線程B在同時進行讀操作,這樣就大大提升了讀操作的效率。不過要注意的是,如果有一個線程已經占用了讀鎖,則此時其他線程如果要申請寫鎖,則申請寫鎖的線程會一直等待釋放讀鎖。如果有一個線程已經占用了寫鎖,則此時其他線程如果申請寫鎖或者讀鎖,則申請的線程也會一直等待釋放寫鎖。

5、Lock和synchronized的選擇

總的來說,Lock和synchronized有以下幾點不同:

  • (1) Lock是一個接口,是JDK層面的實現;而synchronized是Java中的關鍵字,是Java的內置特性,是JVM層面的實現;
  • (2) synchronized 在發生異常時,會自動釋放線程占有的鎖,因此不會導致死鎖現象發生;而Lock在發生異常時,如果沒有主動通過unLock()去釋放鎖,則很可能造成死鎖現象,因此使用Lock時需要在finally塊中釋放鎖;
  • (3) Lock 可以讓等待鎖的線程響應中斷,而使用synchronized時,等待的線程會一直等待下去,不能夠響應中斷;
  • (4) 通過Lock可以知道有沒有成功獲取鎖,而synchronized卻無法辦到;
  • (5) Lock可以提高多個線程進行讀操作的效率。

在性能上來說,如果競爭資源不激烈,兩者的性能是差不多的。而當競爭資源非常激烈時(即有大量線程同時競爭),此時Lock的性能要遠遠優於synchronized。所以說,在具體使用時要根據適當情況選擇。

三. 鎖的相關概念介紹

1、可重入鎖

如果鎖具備可重入性,則稱作為 可重入鎖 。像 synchronized和ReentrantLock都是可重入鎖,可重入性在我看來實際上表明了 鎖的分配機制:基於線程的分配,而不是基於方法調用的分配。舉個簡單的例子,當一個線程執行到某個synchronized方法時,比如說method1,而在method1中會調用另外一個synchronized方法method2,此時線程不必重新去申請鎖,而是可以直接執行方法method2。

class MyClass { public synchronized void method1() { method2(); } public synchronized void method2() { } }

上述代碼中的兩個方法method1和method2都用synchronized修飾了。假如某一時刻,線程A執行到了method1,此時線程A獲取了這個對象的鎖,而由於method2也是synchronized方法,假如synchronized不具備可重入性,此時線程A需要重新申請鎖。但是,這就會造成死鎖,因為線程A已經持有了該對象的鎖,而又在申請獲取該對象的鎖,這樣就會線程A一直等待永遠不會獲取到的鎖。而由於synchronized和Lock都具備可重入性,所以不會發生上述現象。

2、可中斷鎖

顧名思義,可中斷鎖就是可以響應中斷的鎖。在Java中,synchronized就不是可中斷鎖,而Lock是可中斷鎖。
如果某一線程A正在執行鎖中的代碼,另一線程B正在等待獲取該鎖,可能由於等待時間過長,線程B不想等待了,想先處理其他事情,我們可以讓它中斷自己或者在別的線程中中斷它,這種就是可中斷鎖。在前面演示tryLock(long time, TimeUnit unit)和lockInterruptibly()的用法時已經體現了Lock的可中斷性。

3、公平鎖

公平鎖即 盡量 以請求鎖的順序來獲取鎖。比如,同是有多個線程在等待一個鎖,當這個鎖被釋放時,等待時間最久的線程(最先請求的線程)會獲得該所,這種就是公平鎖。而非公平鎖則無法保證鎖的獲取是按照請求鎖的順序進行的,這樣就可能導致某個或者一些線程永遠獲取不到鎖。

在Java中,synchronized就是非公平鎖,它無法保證等待的線程獲取鎖的順序。而對於ReentrantLock 和 ReentrantReadWriteLock,它默認情況下是非公平鎖,但是可以設置為公平鎖。

看下面兩個例子:

Case : 公平鎖

public class RunFair { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { final Service service = new Service(true); // 公平鎖,設為 true Runnable runnable = new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("★線程" + Thread.currentThread().getName() + "運行了"); service.serviceMethod(); } }; Thread[] threadArray = new Thread[10]; for (int i = 0; i < 10; i++) threadArray[i] = new Thread(runnable); for (int i = 0; i < 10; i++) threadArray[i].start(); } } class Service { private ReentrantLock lock; public Service(boolean isFair) { super(); lock = new ReentrantLock(isFair); } public void serviceMethod() { try { lock.lock(); System.out.println("ThreadName=" + Thread.currentThread().getName() + "獲得鎖定"); } finally { lock.unlock(); } } }/* Output: ★線程Thread-0運行了 ★線程Thread-1運行了 ThreadName=Thread-1獲得鎖定 ThreadName=Thread-0獲得鎖定 ★線程Thread-2運行了 ThreadName=Thread-2獲得鎖定 ★線程Thread-3運行了 ★線程Thread-4運行了 ThreadName=Thread-4獲得鎖定 ★線程Thread-5運行了 ThreadName=Thread-5獲得鎖定 ThreadName=Thread-3獲得鎖定 ★線程Thread-6運行了 ★線程Thread-7運行了 ThreadName=Thread-6獲得鎖定 ★線程Thread-8運行了 ★線程Thread-9運行了 ThreadName=Thread-7獲得鎖定 ThreadName=Thread-8獲得鎖定 ThreadName=Thread-9獲得鎖定 *///:~

Case: 非公平鎖

public class RunFair { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { final Service service = new Service(false); // 非公平鎖,設為 false ... }/* Output: ★線程Thread-0運行了 ThreadName=Thread-0獲得鎖定 ★線程Thread-2運行了 ThreadName=Thread-2獲得鎖定 ★線程Thread-6運行了 ★線程Thread-1運行了 ThreadName=Thread-6獲得鎖定 ★線程Thread-3運行了 ThreadName=Thread-3獲得鎖定 ★線程Thread-7運行了 ThreadName=Thread-7獲得鎖定 ★線程Thread-4運行了 ThreadName=Thread-4獲得鎖定 ★線程Thread-5運行了 ThreadName=Thread-5獲得鎖定 ★線程Thread-8運行了 ThreadName=Thread-8獲得鎖定 ★線程Thread-9運行了 ThreadName=Thread-9獲得鎖定 ThreadName=Thread-1獲得鎖定 *///:~

根據上面代碼演示結果我們可以看出(線程數越多越明顯),在公平鎖案例下,多個線程在等待一個鎖時,一般而言,等待時間最久的線程(最先請求的線程)會獲得該鎖。而在非公平鎖例下,則無法保證鎖的獲取是按照請求鎖的順序進行的。

另外, 在ReentrantLock類中定義了很多方法,舉幾個例子:

  • isFair() //判斷鎖是否是公平鎖
  • isLocked() //判斷鎖是否被任何線程獲取了
  • isHeldByCurrentThread() //判斷鎖是否被當前線程獲取了
  • hasQueuedThreads() //判斷是否有線程在等待該鎖
  • getHoldCount() //查詢當前線程占有lock鎖的次數
  • getQueueLength() // 獲取正在等待此鎖的線程數
  • getWaitQueueLength(Condition condition) // 獲取正在等待此鎖相關條件condition的線程數在ReentrantReadWriteLock中也有類似的方法,同樣也可以設置為公平鎖和非公平鎖。不過要記住,ReentrantReadWriteLock並未實現Lock接口,它實現的是ReadWriteLock接口。

4.讀寫鎖

讀寫鎖將對臨界資源的訪問分成了兩個鎖,一個讀鎖和一個寫鎖。正因為有了讀寫鎖,才使得多個線程之間的讀操作不會發生沖突。ReadWriteLock就是讀寫鎖,它是一個接口,ReentrantReadWriteLock實現了這個接口。可以通過readLock()獲取讀鎖,通過writeLock()獲取寫鎖。上一節已經演示過了讀寫鎖的使用方法,在此不再贅述。

 

五、幾種鎖的概念介紹

1、可重入鎖 
具備可重入性的鎖,即為可重入鎖,比如synchronized和ReentrantLock都是。鎖基於線程分配,當某個線程獲得了鎖去執行某個方法,方法中如果再次需要獲取鎖資源時,當前線程可以直接獲得鎖,不必重新申請。 
2、可中斷鎖 
可以響應中斷的鎖。synchronized不是可中斷鎖,但是Lock是可中斷鎖。 
3、公平鎖 
盡量按照請求鎖的順序獲得鎖。synchronized是非公平鎖,ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock提供了設置公平鎖的方法,不過默認為非公平鎖。非公平鎖可能導致某些線程永遠獲取不到鎖。 
4、讀寫鎖 
將對資源的鎖分為兩個,一個讀鎖和一個寫鎖,使得多個線程之間的讀操作不會發生沖突可以並行,這極大的提高了讀的效率。不過讀鎖和寫鎖、寫鎖和寫鎖之間都是互斥的。


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM