Synchronized和lock区别
一、java.util.concurrent.locks
Lock 是java.util.concurrent.locks包下的接口,Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作,它能以更优雅的方式处理线程同步问题。代码如下:
public class LockTest {
public static void main(String[] args) {
final Outputter op = new Outputter();
new Thread() {
public void run() {
op.output("zhangsan");
}
}.start();
new Thread() {
public void run() {
op.output("lisi");
}
}.start();
}
}
public class Outputter {
private Lock lock = new ReentrantLock();// 锁对象
public void output(String name) {
// TODO 线程输出方法
lock.lock();// 得到锁
try {
for (int i = 0; i < name.length(); i++) {
System.out.print(name.charAt(i));
}
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();// 释放锁
}
}
}
如此就实现了和 synchronized 一样的同步效果。需要注意的是,用 synchronized 修饰的方法或者语句块在代码执行完之后锁自动释放,而用 Lock 需要手动释放锁。所以为了保证锁最终被释放(发生异常情况),要把互斥区放在 try 内,释放锁放在 finally 内。
二、读写锁【ReadWriteLock】
如果说这就是 Lock,那么它还不能更完美的处理同步问题。通常,在对数据进行读写的时候,为了保证数据的一致性和完整性,需要读和写是互斥的,写和写是互斥的,但读和读是不需要互斥的。这样读和读不互斥性能更高些,来看一下不考虑互斥情况的代码原型:
public class SharedData {
private int sharedData;// 共享数据
public void set(int data) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备写入数据");
try {
Thread.sleep(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
this.sharedData = data;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入" + this.sharedData);
}
public void get() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备读取数据");
try {
Thread.sleep(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取" + this.sharedData);
}
}
public class ReadWriteLockTest {
public static void main(String[] args) {
final SharedData sharedData = new SharedData();
for (int i = 0; i < 3; i++) {
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
for (int j = 0; j < 5; j++) {
sharedData.set(new Random().nextInt(30));
}
}
}).start();
}
for (int i = 0; i < 3; i++) {
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
for (int j = 0; j < 5; j++) {
sharedData.get();
}
}
}).start();
}
}
}
部分输出结果:
Thread-0准备写入数据
Thread-1准备写入数据
Thread-3准备读取数据
Thread-4准备读取数据
Thread-2准备写入数据
Thread-5准备读取数据
Thread-5读取13
Thread-3读取13
Thread-3准备读取数据
Thread-2写入13
Thread-0写入13
Thread-4读取13
Thread-4准备读取数据
Thread-1写入13
要实现写入和写入互斥,读取和写入互斥,读取和读取互斥,在set和get方法加入 synchronized 修饰符:
public synchronized void set(int data) {...}
public synchronized void get() {...}
部分输出结果:
Thread-2准备写入数据
Thread-2写入23
Thread-2准备写入数据
Thread-2写入22
Thread-5准备读取数据
Thread-5读取22
Thread-5准备读取数据
Thread-5读取22
Thread-5准备读取数据
Thread-5读取22
Thread-5准备读取数据
Thread-5读取22
Thread-5准备读取数据
Thread-5读取22
Thread-4准备读取数据
Thread-4读取22
由结果可知,虽然写入和写入互斥了,读取和写入也互斥了,但是读取和读取之间也互斥了,不能并发执行,效率较低,用读写锁实现代码如下:
public class SharedData {
private int sharedData;// 共享数据
private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
public void set(int data) {
rwl.writeLock().lock();// 取到写锁
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备写入数据");
try {
Thread.sleep(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
this.sharedData = data;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入" + this.sharedData);
} finally {
rwl.writeLock().unlock();// 释放写锁
}
}
public void get() {
rwl.readLock().lock();// 取到读锁
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备读取数据");
try {
Thread.sleep(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取" + this.sharedData);
} finally {
rwl.readLock().unlock();// 释放读锁
}
}
}
部分输出结果:
Thread-0准备写入数据
Thread-0写入1
Thread-0准备写入数据
Thread-0写入8
Thread-1准备写入数据
Thread-1写入7
Thread-1准备写入数据
Thread-1写入22
Thread-1准备写入数据
Thread-1写入11
Thread-1准备写入数据
Thread-1写入8
Thread-2准备写入数据
Thread-2写入13
Thread-2准备写入数据
Thread-2写入16
Thread-2准备写入数据
Thread-2写入14
Thread-2准备写入数据
三、Lock和ReentrantLock区别
1️⃣Lock 是一个接口提供了无条件的、可轮询的、定时的、可中断的锁获取操作,所有加锁和解锁的方法都是显示的。包路径是:java.util.concurrent.locks.Lock。核心方法是lock()、unlock()、tryLock(),实现类有 ReentranLock、ReentrantReadWriteLock.ReadLock、ReentrantReadWriteLock.WriteLock。
2️⃣ReentrantLock 是 Lock 的实现类,是一个互斥的同步器,它具有扩展的能力。在竞争条件下,ReentrantLock 的实现要比 synchronized 实现更具有可伸缩性(有可能在JVM的将来版本中改进 synchronized 的竞争性能)。这意味着当许多线程都竞争相同锁时,使用 ReentrantLock 的吞吐量通常要比 synchronized 好。也就是说,当许多线程试图访问 ReentrantLock 保护的共享资源时,JVM 将花费较少的时间来调度线程,而用更多时间执行线程。虽然 ReentrantLock 类有许多优点,但是与同步相比,它有一个主要缺点:它可能忘记释放锁。ReentrantLock 是在工作中对方法块加锁使用频率最高的。