8.1 线程同步

线程同步(互斥)

简介:同步(互斥)是相对于异步(并发)的概念,线程同步设计到锁的概念;

线程的两大特性:1.可见性:当一个对象在多个线程的工作内存中都存在副本时,一个内存修改共享变量,其他线程也能看到被修改后的值;

                             2.有序性:保证A线程和B线程有序执行;

对象创建:主内存(堆内存) ---------  每个线程-工作内存(线程栈)【存储主内存对象的副本】;

同步机制:JDK5.0之前有synchronized修饰符和volatile修饰符,高级方式有锁对象Lock;


synchronized同步锁

作用:如果一个代码块被synchronized修饰,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直到获取锁的线程释放锁;

释放锁的情况: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;

缺陷:1.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)被阻塞了且未释放锁,其他线程便只能等待;(影响程序执行效率)

           2.多个线程进行读操作,一个线程进行读操作,其他只能等待;(无法并发进行读操作)

 每个锁对象都有两个队列:

1.就绪队列:存储了将要获得锁的线程(当一个线程被唤醒(notify)后,才会进入到就绪队列,等待CPU的调度)

2.阻塞队列:存储了被阻塞的线程(当一个线程被wait后,就会进入阻塞队列,等待下一次被唤醒)

过程:获得同步锁——清空工作内存——拷贝对象副本,执行对象方法——刷新主内存——释放同步锁

synchronized使用

volatile

用来修饰变量,内存模型(主内存和线程工作内存)确保所有线程可以看到一致的变量值。

volatile是一种弱的同步手段,相对于synchronized来说,某些情况下使用,可能效率更高,因为它不是阻塞的,尤其是读操作时,加与不加貌似没有影响,处理写操作的时候,可能消耗的性能更多些。


Lock

Lock接口 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。

Lock接口中方法:lock():获取锁,如果锁已被其他线程获取,则进行等待;

                             tryLock():用来尝试获取锁,会立即返回true/false(即锁已被其他线程获取),在拿不到锁时不会一直在那等待;

                             tryLock(long time, TimeUnit unit):拿不到锁时会等待一定的时间,在时间期限之内如果还拿不到锁就返回false;

                             lockInterruptibly():通过这个方法去获取锁时,如果线程正在等待获取锁,则这个线程能够响应中断,即中断线程的等待状态;

                                                           (个人理解:只要有人抢到了这份活,其他人就可以退出,不再等待的场景)

ReentrantLock:唯一实现了Lock接口的类;

                            new ReentrantLock(true):设置锁的公平性;

                            isFair():判断锁是否是公平锁;

                         isLocked():判断锁是否被任何线程获取了;

                         isHeldByCurrentThread():判断锁是否被当前线程获取了;

                            hasQueuedThreads():判断是否有线程在等待该锁;

ReadWriteLock接口:定义了readLock()和writeLock()方法,将文件的读写操作分开,分成2个锁来分配给线程,使多个线程可同时进行读操作;

ReentrantReadWriteLock:实现了ReadWriteLock接口的类;

简单使用
读写锁

synchronized与Lock

synchronized:1.java语言关键字,内置特性;

                         2.系统自带让线程释放对锁的占用;

Lock:1.Java 5后在java.util.concurrent.locks包下实现同步访问的接口;

           2.需手动释放锁,否则可能死锁;

Lock优势:1.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);

                   2.通过Lock可以知道线程有没有成功获取到锁;

                   3.让多个线程并发读取;(提高多个线程进行读操作的效率)

总结: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


锁的分类

可重入锁:具备可重入性的锁,synchronized和ReentrantLock都是可重入锁;

                  1.可重入性即已经获取了锁的线程再次遇到锁方法不必重新申请锁;

                  2.表明锁的分配机制:基于线程的分配,而不是基于方法调用的分配;

简单例子

可中断锁:可以相应中断的锁,synchronized就不是可中断锁,而Lock是可中断锁;

                (线程A执行锁中代码,线程B等待,由于等的时间长不想等先处理其他事,就可以让它中断自己或在别的线程中中断它)

公平锁:尽量以请求锁的顺序来获取锁,synchronized就是非公平锁,ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock可设置(默认非公平锁);

              1.有多个线程在等待一个锁,当这个锁被释放时,等待时间最久的线程(最先请求的线程)会获得该锁;

              2.非公平锁即无法保证锁的获取是按照请求锁的顺序进行的,可能导致某个或者一些线程永远获取不到锁;

读写锁:将对一个资源(比如文件)的访问分成了2个锁,一个读锁和一个写锁;

               1.使得多个线程之间的读操作不会发生冲突;

               2.ReadWriteLock就是读写锁,它是一个接口,ReentrantReadWriteLock实现了这个接口;


你可能感兴趣的:(8.1 线程同步)