Android开发笔记(八十八)同步与加锁
来源:互联网 发布:sql 多个结果合并 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 08:06
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同步synchronized
同步方法
synchronized可用来给方法或者代码块加锁,当它修饰一个方法或者一个代码块的时候,同一时刻最多只有一个线程执行这段代码。这就意味着,当两个并发线程同时访问synchronized代码块时,两个线程只能是排队做串行处理,另一个线程要等待前一个线程执行完该代码块后,才能再次执行synchronized代码块。使用synchronized修饰某个方法,该方法便成为一个同步方法,在同一时刻只能有一个线程执行该方法。可是,synchronized的锁机制太重量级,不但整个同步方法的代码都加锁,就连该方法用到的所有类变量也一并加锁。因此,同步方法覆盖的代码越多,加锁操作对效率的影响就越严重。
显式指纹(同步代码块)
为缩小同步方法的影响方法,我们可让synchronized只修饰某个代码块,而不必修饰整个方法,synchronized修饰后的代码块叫做同步代码块。同步代码块要先指定该代码块的密钥对象,这个对象可以是任意相关类的实例,它相当于一个指纹,每个线程执行同步代码块时都要先验证指纹,指纹相同的线程进入同一个队列依次排队,若指纹不同则进入另外的执行队列。下面是同步方法和同步代码块的代码示例:
下面是该示例代码的执行结果:
从输出结果可以看出,同步代码块如果加锁的是同一个对象实例,那么这两个同步代码块也被看作是互相排他的,同一时刻也只能有两个代码块的其中之一被执行,因此日志显示:线程B的同步代码块都执行完了,才开始执行线程B的同步代码块,即使两个代码块是在不同的地方。
隐式指纹
前面说到,synchronized会对同步代码内部的类变量加锁,这样一来,如果两个同步代码都使用了某个类变量,那也会产生排队等待的情况。因为某线程执行第一个同步代码时,会给类变量上锁;然后另一线程执行第二个同步代码,也准备给类变量上锁,结果发现类变量已经上锁无法再次上锁;所以后面的线程只好等待前面的线程执行完成。这种情况下,两个同步代码使用同一个类变量,我们可将其当作隐式指纹;而同步代码块事先指定密钥对象,可称作是显式指纹。下面是隐式指纹的代码示例:
下面是该示例代码的执行结果:
从输出结果可以看出,minus线程总是在plus线程结束之后才开始执行,虽然两个线程的同步方法并没有指定加锁的对象,但两个方法内部都使用了类变量count,因此这两个方法成为了拥有同一个隐式指纹的排他方法。
加锁Lock
因为synchronized是重量级的加锁,对程序效率影响大,而且容易偏离预期,所以从jdk1.5开始,java引入了Lock接口,用来实现轻量级的加锁操作。Lock接口主要有两个派生类,分别是普通的重入锁ReentrantLock,以及读写锁ReentrantReadWriteLock。重入锁ReentrantLock
ReentrantLock是不区分类型的普通锁,在lock与unlock之间的代码就是被锁保护的代码块。ReentrantLock的常用方法如下:
lock : 加锁。该操作不允许中断,重复加锁时会一直等待。
unlock : 解锁。
lockInterruptibly : 允许中断的加锁。允许在等待时由其它线程调用等待线程的Thread.interrupt方法来中断等待线程的等待而直接返回,这时不用获取锁,而会抛出一个InterruptedException
tryLock : 尝试锁。若之前未锁则加锁,并返回true;若之前已被当前线程锁,也返回true;若之前已被其他线程锁,则返回false。
getHoldCount : 获取当前线程的加锁次数。
isLocked : 判断是否加锁。
getQueueLength : 获取等待队列的长度。
读写锁ReentrantReadWriteLock
ReentrantReadWriteLock是区分了读锁和写锁的混合锁,读锁是共享锁,写锁是排它锁。ReentrantReadWriteLock的常用方法如下:
readLock : 获得读锁对象ReentrantReadWriteLock.ReadLock
writeLock : 获得写锁对象ReentrantReadWriteLock.WriteLock
isWriteLocked : 判断是否加了写锁。
getReadHoldCount : 获取加读锁的次数。
getWriteHoldCount : 获取加写锁的次数。
getQueueLength : 获取等待队列的长度。
下面是ReentrantReadWriteLock.ReadLock的常用方法:
lock : 加读锁。
lockInterruptibly : 允许中断的加锁。
tryLock : 尝试加读锁。
unlock : 解除读锁。
下面是ReentrantReadWriteLock.WriteLock的常用方法:
lock : 加写锁。
lockInterruptibly : 允许中断的加锁。
tryLock : 尝试加写锁。
unlock : 解除写锁。
匿名内部类的加锁
匿名内部类使用synchronized要小心,虽然看起来同步代码只有一个,但是匿名内部类每次使用都是创建新类并实例化,所以多次使用匿名内部类其实是调用不同的类,不同类的内部同步方法,自然是互不影响的了。这就是匿名内部类时常令人迷惑的一个地方,遇到这种情况,建议采用Lock加锁,而不要用synchronized加锁。匿名内部类的说明参见《Android开发笔记(八十六)几个特殊的类》。下面是同时采用两种加锁方式的示例代码:
下面是该示例代码的执行结果:
从输出结果可以看出,在匿名内部类中,synchronized的加锁操作不符合预期结果,各线程仍是乱序执行。相比之下,Lock的加锁操作符合预期,各线程按顺序依次执行。
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