1、jdk1.5之前用synchornized和voatile来控制共享对象的并发访问,jdk5.0提供了ReentrantLock。
2、Lock和ReentrantLock:
Lock接口里定义了一些抽象的锁操作,有无条件、可轮询、定时、可中断的锁获取操作,ReentrantLock实现了Lock接口,获得ReetrantLock的锁与进入synchronized代码块有相同的内存语义,释放ReentrantLock锁和退出sychronized代码块有相同的内存语义。
从上面可以看出,Lock提供了不同形式获取锁方式,而之前通过synchronied修饰代码块的时候,如果有一个线程已经获取对象锁,其他线程访问共享对象的时候就必须无限等待,等待当前线程释放对象锁后再去进行竞争,不能中断那些等待获取锁的线程,而Lock提供了一些其他方法,比如tryLock():如果当前锁可用则获取并返回true,如果不可用则返回false。在方法前加上while(true)就可以实现轮询获取锁。
package com.sxit.test;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* @功能:tryLock使用
* @作者: smile
* @时间:2013-4-18 下午4:03:18
* @版本:1.0
*/
public class TryLockDemo {
// 锁
private final Lock lock = new ReentrantLock();
public void take() {
if (lock.tryLock()) {
try {
System.out.println("take获取到锁...");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally{
lock.unlock();
}
}else{
System.out.println("take没有获取到锁...");
}
}
public void put() {
if (lock.tryLock()) {
try {
System.out.println("put获取到锁...");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally{
lock.unlock();
}
}else{
System.out.println("put没有获取到锁...");
}
}
public static void main(String[] args) {
TryLockDemo t = new TryLockDemo();
Take take = new Take(t);
Put put = new Put(t);
Thread t1 = new Thread(take);
Thread t2 = new Thread(put);
t1.start();
t2.start();
}
}
class Take implements Runnable {
private TryLockDemo t;
public Take(TryLockDemo t) {
this.t = t;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
t.take();
}
}
}
class Put implements Runnable {
private TryLockDemo t;
public Put(TryLockDemo t) {
this.t = t;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
t.put();
}
}
}
通过使用tryLock方法就可以让那些等待线程可以不用再无限期等待,可以继续轮询获取锁或者做其他操作。
tryLock还有一个指定时间获取锁的方法,在指定时间内如果锁可用则返回,不可用则线程处于休眠状态。
package com.sxit.test;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* @功能:tryLock使用
* @作者: smile
* @时间:2013-4-18 下午4:03:18
* @版本:1.0
*/
public class TryLockDemo {
// 锁
private final Lock lock = new ReentrantLock();
public void take() throws Exception {
if (lock.tryLock(100,TimeUnit.NANOSECONDS)) {
try {
System.out.println("take获取到锁...");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally{
lock.unlock();
}
}else{
System.out.println("take 100纳秒内没有获取到锁...");
}
}
public void put() throws Exception {
if (lock.tryLock(100,TimeUnit.NANOSECONDS)) {
try {
System.out.println("put获取到锁...");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally{
lock.unlock();
}
}else{
System.out.println("put 100纳秒内没有获取到锁...");
}
}
public static void main(String[] args) {
TryLockDemo t = new TryLockDemo();
Take take = new Take(t);
Put put = new Put(t);
Thread t1 = new Thread(take);
Thread t2 = new Thread(put);
t1.start();
t2.start();
}
}
class Take implements Runnable {
private TryLockDemo t;
public Take(TryLockDemo t) {
this.t = t;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
t.take();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
class Put implements Runnable {
private TryLockDemo t;
public Put(TryLockDemo t) {
this.t = t;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
t.put();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
还有一种是lockInterruptibly():可中断的锁获取,当线程在获取锁的时候,如果有其他线程调用该线程的interrupt方法中断线程,这时不会再去尝试获取锁,而会抛出一个InterruptedException异常。而正常的lock()方法不允许中断线程,即使调用了interrupt()方法还是会继续尝试获取锁,最后获取到锁后再把线程设置为interrupt状态,然后再中断。 而且使用lockInterruptibly获取锁的时候,如果线程被中断了,会抛出异常,并且会把线程的中断状态移除。
package com.sxit.test;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* @功能:lockInterruptibly使用
* @作者: smile
* @时间:2013-4-18 下午4:03:18
* @版本:1.0
*/
public class TryLockDemo {
// 锁
private final Lock lock = new ReentrantLock();
public void interrupt() {
try {
lock.lockInterruptibly();
System.out.println("打印一下");
//中断前状态
System.out.println("中断前状态:"+Thread.currentThread().isInterrupted());
//中断当前线程
Thread.currentThread().interrupt();
//中断后状态
System.out.println("中断后状态:"+Thread.currentThread().isInterrupted());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//中断最后状态
System.out.println("中断最后状态:"+Thread.currentThread().isInterrupted());
lock.unlock();
}
}
public static void main(String[] args) {
TryLockDemo t = new TryLockDemo();
Iterrupt i = new Iterrupt(t);
Thread t1 = new Thread(i);
t1.start();
}
}
class Iterrupt implements Runnable {
private TryLockDemo t;
public Iterrupt(TryLockDemo t) {
this.t = t;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
t.interrupt();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
还有一个方法是newCondition(),返回一个Condition实例。这个方法时返回一个绑定这个Lock实例的条件对象实例。
之前使用synchronized的时候,比如生产者和消费者模型中有take和put两个操作,当队列为空时会调用list.wait(),当队列满的时候也会调用list.wait(),就是把当前线程加入到list对象的锁等待池中,而当队列不为空或者队列不是满的时候我们会调用notifyAll或者notify,比如take中调用notify时,它会从锁等待池中随机选一个线程让它进入可运行状态,等待锁释放后去竞争锁,但是这里就有一个问题,其实我们这里需要唤醒的是take线程,但是使用notify的时候随机性很强,很有可能他唤醒的是一个put线程或者别的线程,当然可以使用notifyAll,他会唤醒对象锁池中的所有线程,但是等锁释放后,还是只有一个锁能够竞争到资源进入运行状态,所以这样不能明确快速的指定具体要唤醒的线程。
现在jdk5.0提供了Condition,通过lock.newCondition()可以获得绑定当前锁的条件对象,每个条件对象都维护相对于自己这个条件的线程等待池,比如队列非空,可以创建一个Condition not_empty = lock.newCondition(); 当take的时候如果队列为空,则not_empty.await(),这样当前线程由这个条件对象来维护,当队列非空的时候就可以通过调用not_empty.sigal()来唤醒那些需要取元素的线程。这样就能把各种线程在不同条件下进行细致分类,灵活操作。不用像之前那样直接用个notifyAll,使用notifyAll把不同条件需求的线程全绑定在一个队列中,一个条件满足就需要唤醒全部线程,然后相互竞争锁,既不精确性能也差。
一个简单的生产者和消费者模型实例:
package com.sxit.test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* @功能:使用Lock Conditon
* @作者: smile
* @时间:2013-4-18 下午5:18:07
* @版本:1.0
*/
public class Test05 {
public static Lock lock = new ReentrantLock();;
// 容器已满 綁定product線程
public static Condition full = lock.newCondition();
// 容器为空 綁定consumer線程
public static Condition empty = lock.newCondition();
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList(12);
Product product = new Product(list, 10);
Consumer consumer = new Consumer(list, 0);
Thread t1 = new Thread(product);
Thread t2 = new Thread(consumer);
t1.start();
t2.start();
}
// 生产
static class Product implements Runnable {
private List list;
private int maxCount;
public Product(List list, int maxCount) {
super();
this.list = list;
this.maxCount = maxCount;
}
@Override
public void run() {
while(true){
if (lock.tryLock()) {
try {
if (getSize() >= maxCount) {
System.out.println("容器已滿,product線程加入池中...");
full.await();
}
System.out.println("開始生產....");
list.add(new Object());
//喚醒消費者線程
empty.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
} else {
System.out.println("未获取生产资格...");
}
}
}
public int getSize() {
return list.size();
}
}
// 消费
static class Consumer implements Runnable {
private List list;
private int minCount;
public Consumer(List list, int minCount) {
super();
this.list = list;
this.minCount = minCount;
}
@Override
public void run() {
while(true){
if (lock.tryLock()) {
try {
if (getSize() <= minCount) {
System.out.println("容器已空,consumer線程加入池中...");
empty.await();
}
System.out.println("開始消費....");
list.remove(0);
//喚醒生產者線程
full.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
} else {
System.out.println("未获取消费资格...");
}
}
}
public int getSize() {
return list.size();
}
}
}