线程中Lock的使用
来源:互联网 发布:多益网络账号登陆 编辑:程序博客网 时间:2024/05/18 02:09
先说volatile关键字:
volatile让变量每次在使用的时候,都从主存中取。而不是从各个线程的“工作内存”。
volatile具有synchronized关键字的“可见性”,但是没有synchronized关键字的“并发正确性”,也就是说不保证线程执行的有序性。也就是说,volatile变量对于每次使用,线程都能得到当前volatile变量的最新值。但是volatile变量并不保证并发的正确性。
用volatile修饰后的变量不允许有不同于“主”内存区域的变量拷贝。换句话说,一个变量经 volatile修饰后在所有线程中必须是同步的;任何线程中改变了它的值,所有其他线程立即获取到了相同的值。理所当然的,volatile修饰的变量存取时比一般变量消耗的资源要多一点,因为线程有它自己的变量拷贝更为高效。
既然volatile关键字已经实现了线程间数据同步,又要 synchronized干什么呢?呵呵,它们之间有两点不同。首先,synchronized获得并释放监视器——如果两个线程使用了同一个对象锁,监视器能强制保证代码块同时只被一个线程所执行——这是众所周知的事实。但是,synchronized也同步内存:事实上,synchronized在“ 主”内存区域同步整个线程的内存。因此,执行geti3()方法做了如下几步:
1. 线程请求获得监视this对象的对象锁(假设未被锁,否则线程等待直到锁释放)
2. 线程内存的数据被消除,从“主”内存区域中读入(Java虚拟机能优化此步。。。[后面的不知道怎么表达,汗])
3. 代码块被执行
4. 对于变量的任何改变现在可以安全地写到“主”内存区域中(不过geti3()方法不会改变变量值)
5. 线程释放监视this对象的对象锁
因此volatile只是在线程内存和“主”内存间同步某个变量的值,而synchronized通过锁定和解锁某个监视器同步所有变量的值。显然synchronized要比volatile消耗更多资源。
一.synchronized与Lock的比较
synchronized是java中的一个关键字,也就是说是Java语言内置的特性。那么为什么会出现Lock呢?
在前面的文章中,我们了解到如果一个代码块被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。
再举个例子:当有多个线程读写文件时,读操作和写操作会发生冲突现象,写操作和写操作会发生冲突现象,但是读操作和读操作不会发生冲突现象。
但是采用synchronized关键字来实现同步的话,就会导致一个问题:
如果多个线程都只是进行读操作,所以当一个线程在进行读操作时,其他线程只能等待无法进行读操作。
因此就需要一种机制来使得多个线程都只是进行读操作时,线程之间不会发生冲突,通过Lock就可以办到。
另外,通过Lock可以知道线程有没有成功获取到锁。这个是synchronized无法办到的。
总结一下,也就是说Lock提供了比synchronized更多的功能。但是要注意以下几点:
2)Lock和synchronized有一点非常大的不同,采用synchronized不需要用户去手动释放锁,当synchronized方法或者synchronized代码块执行完之后,系统会自动让线程释放对锁的占用;而Lock则必须要用户去手动释放锁,如果没有主动释放锁,就有可能导致出现死锁现象。
二.ReenTrantLock类的使用
ReentrantLock,意思是“可重入锁,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ReentrantLock。
例1:
public class Test {
private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
private Lock lock = new ReentrantLock(); //注意这个地方
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();
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();
}
}
}
三.ReentrantReadWriteLock类的使用
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();
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");
}
}
这段程序的输出结果会是,直到thread1执行完读操作之后,才会打印thread2执行读操作的信息
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();
}
}
}
thread1和thread2读操作同时进行
另外:RR异步,RW同步,WR同步,WW同步
四.使用Condition实现等待/通知机制
例:使用Condition实现等待/通知机制
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class MyService {
private Lock lock=new ReentrantLock();
private Condition condition=lock.newCondition();
public void await(){
lock.lock();
System.out.println("await时间为"+System.currentTimeMillis());
try {
condition.await();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
finally{
lock.unlock();
}
}
public void signal(){
lock.lock();
System.out.println("signal时间为"+System.currentTimeMillis());
condition.signal();
lock.unlock();
}
}
public class ThreadTest extends Thread{
MyService myservice;
public ThreadTest(MyService myservice){
this.myservice=myservice;
}
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
super.run();
myservice.await();
}
}
//测试程序
public class Run {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// TODO Auto-generated method stub
MyService myservice =new MyService();
ThreadTest threadTest=new ThreadTest(myservice);
threadTest.start();
Thread.sleep(3000);
myservice.signal();
}
}
五.Lock和synchronized的选择
总结来说,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。(Test类.lock.tryLock();返回boolean是否获取锁成功。)
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。所以说,在具体使用时要根据适当情况选择。
可重入锁的理解:
可重入锁指的是在一个线程中可以多次获取同一把锁,比如:
一个线程在执行一个带锁的方法,该方法中又调用了另一个需要相同锁的方法,则该线程可以直接执行调用的方法,而无需重新获得锁;
对于自旋锁:
说明这个锁并不是可重入的。(在lock函数内,应验证线程是否为已经获得锁的线程)
2、若1问题已经解决,当unlock()第一次调用时,就已经将锁释放了。实际上不应释放锁。
(采用计数次进行统计)
原文:http://blog.csdn.net/a812919698/article/details/51417191
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