Lock 接口
文章目录
- Synchronized
-
- Synchronized 关键字回顾
- 售票案例
- Lock
-
- 什么是 Lock
- Lock 与的 Synchronized 区别
- Lock 接口
-
- lock
- newCondition
- ReentrantLock
- ReadWriteLock
- 小结(重点)
Synchronized
Synchronized 关键字回顾
synchronized 是 Java 中的关键字，是一种同步锁。它修饰的对象有以下几种：
1.修饰一个代码块，被修饰的代码块称为同步语句块，其作用的范围是大括号{}
括起来的代码，作用的对象是调用这个代码块的对象；
2.修饰一个方法，被修饰的方法称为同步方法，其作用的范围是整个方法，作用
的对象是调用这个方法的对象；
虽然可以使用 synchronized 来定义方法，但 synchronized 并不属于方法定义的一部分，因此，synchronized 关键字不能被继承。如果在父类中的某个方法使用了 synchronized 关键字，而在子类中覆盖了这个方法，在子类中的这个方法默认情况下并不是同步的，而必须显式地在子类的这个方法中加上synchronized 关键字才可以。当然，还可以在子类方法中调用父类中相应的方法，这样虽然子类中的方法不是同步的，但子类调用了父类的同步方法，因此，子类的方法也就相当于同步了。
3.修改一个静态的方法，其作用的范围是整个静态方法，作用的对象是这个类的所有对象；
4. 修改一个类，其作用的范围是 synchronized 后面括号括起来的部分，作用主的对象是这个类的所有对象。
售票案例
package com.sync;
//第一步 创建资源类，定义属性和操作方法
class Ticket {
//票数
private int number = 30;
//操作方法 (卖票的方法)
public synchronized void sale() {
//判断当前是否有票可以卖
if (number > 0) {
//卖出票后，票自动减1
System.out.println( Thread.currentThread().getName() + ":卖出:" + (number--) + " 剩下:" + number );
}
}
}
public class SaleTicket {
//第二步 创建多个线程，都去调用资源类的操作方法
public static void main(String[] args) {
//创建Ticket对象
Ticket ticket = new Ticket();
//创建三个线程
new Thread( new Runnable() {
@Override
public void run() {
//调用卖票方法
for (int i = 0; i < 40; i++) {
ticket.sale();
}
}
}, "AA" ).start();
new Thread( new Runnable() {
@Override
public void run() {
//调用卖票方法
for (int i = 0; i < 40; i++) {
ticket.sale();
}
}
}, "BB" ).start();
new Thread( new Runnable() {
@Override
public void run() {
//调用卖票方法
for (int i = 0; i < 40; i++) {
ticket.sale();
}
}
}, "CC" ).start();
}
}
如果一个代码块被 synchronized 修饰了，当一个线程获取了对应的锁，并执行该代码块时，其他线程便只能一直等待，等待获取锁的线程释放锁，而这里获取锁的线程释放锁只会有两种情况：
1）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；
2）线程执行发生异常，此时 JVM 会让线程自动释放锁。
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，试想一下，这多么影响程序执行效率。
因此就需要有一种机制可以不让等待的线程一直无期限地等待下去（比如只等待一定的时间或者能够响应中断），通过 Lock 就可以办到。
Lock
什么是 Lock
Lock 锁实现提供了比使用同步方法和语句可以获得的更广泛的锁操作。它们允许更灵活的结构，可能具有非常不同的属性，并且可能支持多个关联的条件对象。Lock 提供了比 synchronized 更多的功能。
Lock 与的 Synchronized 区别
Lock 接口
public interface Lock {
void lock();
void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
boolean tryLock();
boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
void unlock();
Condition newCondition();
}
下面来逐个讲述 Lock 接口中每个方法的使用
lock
lock()方法是平常使用得最多的一个方法，就是用来获取锁。如果锁已被其他线程获取，则进行等待。
采用 Lock，必须主动去释放锁，并且在发生异常时，不会自动释放锁。因此一般来说，使用 Lock 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，以保证锁一定被被释放，防止死锁的发生。通常使用 Lock来进行同步的话，是以下面这种形式去使用的：
Lock lock = ...;
lock.lock();
try{
//处理任务
}catch(Exception ex){
}finally{
lock.unlock(); //释放锁
}
newCondition
关键字 synchronized 与 wait()/notify()这两个方法一起使用可以实现等待/通知模式， Lock 锁的 newContition()方法返回 Condition 对象，Condition 类也可以实现等待/通知模式。
用 notify()通知时，JVM 会随机唤醒某个等待的线程， 使用 Condition 类可以进行选择性通知， Condition 比较常用的两个方法：
- await()会使当前线程等待,同时会释放锁,当其他线程调用 signal()时,线程会重新获得锁并继续执
- signal()用于唤醒一个等待的线程。
注意：在调用 Condition 的 await()/signal()方法前，也需要线程持有相关的 Lock 锁，调用 await()后线程会释放这个锁，在 singal()调用后会从当前Condition 对象的等待队列中，唤醒 一个线程，唤醒的线程尝试获得锁， 一旦获得锁成功就继续执行。
ReentrantLock
ReentrantLock，意思是“可重入锁”，关于可重入锁的概念将在后面讲述。
ReentrantLock 是唯一实现了 Lock 接口的类，并且 ReentrantLock 提供了更多的方法。下面通过一些实例看具体看一下如何使用
public class Test {
private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
public static void main(String[] args) {
final Test test = new Test();
new Thread() {
public void run() {
test.insert(Thread.currentThread());
}
;
}.start();
new Thread() {
public void run() {
test.insert(Thread.currentThread());
}
;
}.start();
}
public void insert(Thread thread) {
Lock lock = new ReentrantLock(); //注意这个地方
lock.lock();
try {
System.out.println(thread.getName() + "得到了锁");
for (int i = 0; i < 5; i++) {
arrayList.add(i);
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
} finally {
System.out.println(thread.getName() + "释放了锁");
lock.unlock();
}
}
}
ReadWriteLock
ReadWriteLock 也是一个接口，在它里面只定义了两个方法：
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();
}
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 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。
下面通过几个例子来看一下 ReentrantReadWriteLock 具体用法。
假如有多个线程要同时进行读操作的话，先看一下 synchronized 达到的效果：
public class Test {
private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
public static void main(String[] args) {
final Test test = new Test();
new Thread() {
public void run() {
test.get(Thread.currentThread());
}
;
}.start();
new Thread() {
public void run() {
test.get(Thread.currentThread());
}
;
}.start();
}
public synchronized void get(Thread thread) {
long start = System.currentTimeMillis();
while ((System.currentTimeMillis() - start) <= 1) {
System.out.println(thread.getName() + "正在进行读操作");
}
System.out.println(thread.getName() + "读操作完毕");
}
}
而改成用读写锁的话：
public class Test {
private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
public static void main(String[] args) {
final Test test = new Test();
new Thread() {
public void run() {
test.get(Thread.currentThread());
}
;
}.start();
new Thread() {
public void run() {
test.get(Thread.currentThread());
}
;
}.start();
}
public void get(Thread thread) {
rwl.readLock().lock();
try {
long start = System.currentTimeMillis();
while ((System.currentTimeMillis() - start) <= 1) {
System.out.println(thread.getName() + "正在进行读操作");
}
System.out.println(thread.getName() + "读操作完毕");
} finally {
rwl.readLock().unlock();
}
}
}
说明 thread1 和 thread2 在同时进行读操作。这样就大大提升了读操作的效率。
注意:
- 如果有一个线程已经占用了读锁，则此时其他线程如果要申请写锁，则申请写锁的线程会一直等待释放读锁。
- 如果有一个线程已经占用了写锁，则此时其他线程如果申请写锁或者读锁，则申请的线程会一直等待释放写锁。
小结(重点)
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。