关于Java锁的一些理解和应用心得

        作为一个刚毕业的新人，前段时间在公司开发一个人员定位项目，其中有一部分功能为：判断人员是否在某一区域，如果是则触发警报，并将信息写入数据库。否则判断人员所在位置是否发生改变，是则将新数据写入到数据库中，否则不管。

        那么这里就有两个问题了：

        1、警报器使用继电器板控制的，继电器板采用网口连接到系统中。定位系统返回的数据是多线程高并发的，现场测试中发现当多线程同时访问继电器板时，会引起继电器板抛出拒绝连接异常。所以我需要对多线程进行处理；

        2、插入到数据库当中的人员位置信息上下两行不能有重复值，即上一条数据与下一条数据中的位置信息不能一样。因为需求说明在人员位置没有发生改变时不允许写入新数据。

        对于问题一，当时脑子里很直观的想法就是：我把操作继电器板的方法用同步块包裹起来，让多线程排排队，一次仅允许一条线程访问不就行了？因此，就用到了synchronized。

public static synchronized void triggerAlarm(Info info) {
		// do something
	}

        使用synchronized把触发继电器板的方法锁起来，这样就能保证一次只有一条线程能够执行该方法了。这问题也就迎刃而解了。(这里还是想顺带吐槽一下那个继电器板的质量是真的差啊！！)

        对于问题二，因为定位产生的数据并发量确实超级高，多条线程同时执行：判断 —— 插入数据库 的操作，因此导致了大量重复数据被写入数据库。所以这里也应该用锁来控制。

        为了能有直观的认识，这里有一个小demo：

public class Test {
        static int num = 0;
	public static void main(String[] args) {
		Test t = new Test();
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			new Thread(new Runnable() {

				@Override
				public void run() {
					add();
				}
			}).start();
			
		}

	}

	private static void add() {
		num += 1;
		System.out.print(num+" ");
	}
}

 

        这是没有对线程做任何限制的写法，期望输出结果是：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10，但是测试输出结果千奇百怪。很好理解，当多个线程同时对同一对象进行操作时，并不能确定哪个线程先操作完毕，因此，当执行add()方法时，num的值其实是不可预测的，所以每次打印出来的值也是不一样的。

 

 

public class Test {
	static int num = 0;
	public static void main(String[] args) {
		Test t = new Test();
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			new Thread(new Runnable() {

				@Override
				public void run() {
					 syncAdd();
				}
			}).start();

		}

	}

	private static void add() {
		num += 1;
		System.out.print(num + " ");
	}

	private static synchronized void syncAdd() {
		num += 1;
		System.out.print(num + " ");
	}

}

        当我们使用了锁之后，运行程序，打印出来的结果和预期结果一样，为：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 。当使用锁控制的时候，线程操作将会变得有序。

       这里还有一个公平锁和非公平锁的概念。多线程就像是很多人一起在食堂打饭，当你不进行锁控制的时候，所有线程就一起蜂拥而至去抢饭，非常的无序而且混乱；而使用非公平锁控制的时候，所有线程就开始“排队”了，一次只有一个线程能“从食堂大妈哪里打到饭”，其余的线程都会等待该线程处理完成后再一起抢那个“打饭的机会”；使用公平锁控制的时候，所有线程就变成了一群乖孩子，会井然有序地排队。1号同学先来的，先打饭，然后2号同学接着。

        一句话概括就是：非公平锁是所有线程一起哄抢对象使用权；公平锁是按线程顺序，排队使用对象。

        同样，这里也附上一个demo：

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

public class Test {
	/**
	 * 用于控制装载哪个锁 

	 * 
true:synchronized锁
	 * 
false:Reentrant锁
	 */
	public static final boolean flag = true;

	static Lock lock = new ReentrantLock(true);

	/**
	 * synchronized锁(非公平锁)
	 *
	 */
	static class SyncLocker {
		public synchronized void print() {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获得锁");
		}
	}

	/**
	 * ReentrantLock锁(可重入锁，这里选择使其为公平锁)
	 *
	 */
	static class ReentrantLocker {
		public void print() {
			// 上锁
			lock.lock();
			try {
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获得锁");
			} finally {
				// finally内解锁，否则会导致死锁
				lock.unlock();
			}
		}

	}
}

        这里给出了两个不同锁类型的内部类，SyncLocker是使用synchronized的非公平锁，而使用ReentrantLock(true)初始化来的ReentrantLocker是公平锁。

        下面我们在main方法中实例化两个SyncLocker对象，看看输出结果。

public static void main(String[] args) {
		SyncLocker syncLocker = new SyncLocker();
		ReentrantLocker reentrantLocker = new ReentrantLocker();
		Runnable runnable = new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "启动");
				if (flag) {
					syncLocker.print();
				} else {
					reentrantLocker.print();
				}
			}
		};

		Thread[] thread = new Thread[10];
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			thread[i] = new Thread(runnable);
		}
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			thread[i].start();
		}
	}

        先将flag设置为true（即：使用synchronized锁）运行结果为：

        可以看到线程启动顺序和线程获得锁的顺序是不一样的。

        因为在第一条线程打印出结果后，所有线程都在同时抢第二个输出的资格，因此哪个子线程能第二个打印出结果并不确定，所以就导致了乱序输出的结果，且每次运行结果均不一样。

 

        下面我们将flag设置为false（即：使用Reentrant锁），再看看输出结果。

        运行结果为：

 

 

        可以看出线程启动的顺序与线程获得锁的顺序是一致的。由此可见，公平锁能够让线程们有效地“排队”。

 

        回到正题，在公司人员定位项目中，因为考虑到对插入数据的时间准确性有要求，所以在众多线程中也只能要“最先产生的一条”，因此在这里我是用的是公平锁。

        最终代码测试通过，也无重复数据插入数据库了。

【 个人博文链接： http://wishes-blog.cn/archives/about-java-locker】