详解synchronized与Lock的区别与使用

来源:互联网 发布:淘宝学生钱包 编辑:程序博客网 时间:2024/06/03 14:33

引言:

昨天在学习别人分享的面试经验时,看到Lock的使用。想起自己在上次面试也遇到了synchronized与Lock的区别与使用。于是,我整理了两者的区别和使用情况,同时,对synchronized的使用过程一些常见问题的总结,最后是参照源码和说明文档,对Lock的使用写了几个简单的Demo。请大家批评指正。
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技术点:

1、线程与进程:

在开始之前先把进程与线程进行区分一下,一个程序最少需要一个进程,而一个进程最少需要一个线程。关系是线程-->进程-->程序的大致组成结构。所以线程是程序执行流的最小单位,而进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。以下我们所有讨论的都是建立在线程基础之上。
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2、Thread的几个重要方法:

我们先了解一下Thread的几个重要方法。a、start()方法,调用该方法开始执行该线程;b、stop()方法,调用该方法强制结束该线程执行;c、join方法,调用该方法等待该线程结束。d、sleep()方法,调用该方法该线程进入等待。e、run()方法,调用该方法直接执行线程的run()方法,但是线程调用start()方法时也会运行run()方法,区别就是一个是由线程调度运行run()方法,一个是直接调用了线程中的run()方法!!看到这里,可能有些人就会问啦,那wait()和notify()呢?要注意,其实wait()与notify()方法是Object的方法,不是Thread的方法!!同时,wait()与notify()会配合使用,分别表示线程挂起和线程恢复。这里还有一个很常见的问题,顺带提一下:wait()与sleep()的区别,简单来说wait()会释放对象锁而sleep()不会释放对象锁。这些问题有很多的资料,不再赘述。
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3、线程状态:

这里写图片描述

线程总共有5大状态,通过上面第二个知识点的介绍,理解起来就简单了。

  • 新建状态:新建线程对象,并没有调用start()方法之前

  • 就绪状态:调用start()方法之后线程就进入就绪状态,但是并不是说只要调用start()方法线程就马上变为当前线程,在变为当前线程之前都是为就绪状态。值得一提的是,线程在睡眠和挂起中恢复的时候也会进入就绪状态哦。

  • 运行状态:线程被设置为当前线程,开始执行run()方法。就是线程进入运行状态

  • 阻塞状态:线程被暂停,比如说调用sleep()方法后线程就进入阻塞状态

  • 死亡状态:线程执行结束

4、锁类型

  • 可重入锁:在执行对象中所有同步方法不用再次获得锁

  • 可中断锁:在等待获取锁过程中可中断

  • 公平锁: 按等待获取锁的线程的等待时间进行获取,等待时间长的具有优先获取锁权利

  • 读写锁:对资源读取和写入的时候拆分为2部分处理,读的时候可以多线程一起读,写的时候必须同步地写


synchronized与Lock的区别

1、我把两者的区别分类到了一个表中,方便大家对比:

类别synchronizedLock存在层次Java的关键字,在jvm层面上是一个类锁的释放1、以获取锁的线程执行完同步代码,释放锁 2、线程执行发生异常,jvm会让线程释放锁在finally中必须释放锁,不然容易造成线程死锁锁的获取假设A线程获得锁,B线程等待。如果A线程阻塞,B线程会一直等待分情况而定,Lock有多个锁获取的方式,具体下面会说道,大致就是可以尝试获得锁,线程可以不用一直等待锁状态无法判断可以判断锁类型可重入 不可中断 非公平可重入 可判断 可公平(两者皆可)性能少量同步大量同步

或许,看到这里还对LOCK所知甚少,那么接下来,我们进入LOCK的深入学习。

Lock详细介绍与Demo

以下是Lock接口的源码,笔者修剪之后的结果:

public interface Lock {    /**     * Acquires the lock.     */    void lock();    /**     * Acquires the lock unless the current thread is     * {@linkplain Thread#interrupt interrupted}.     */    void lockInterruptibly() throws InterruptedException;    /**     * Acquires the lock only if it is free at the time of invocation.     */    boolean tryLock();    /**     * Acquires the lock if it is free within the given waiting time and the     * current thread has not been {@linkplain Thread#interrupt interrupted}.     */    boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;    /**     * Releases the lock.     */    void unlock();}
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从Lock接口中我们可以看到主要有个方法,这些方法的功能从注释中可以看出:
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  • lock():获取锁,如果锁被暂用则一直等待

  • unlock():释放锁

  • tryLock(): 注意返回类型是boolean,如果获取锁的时候锁被占用就返回false,否则返回true

  • tryLock(long time, TimeUnit unit):比起tryLock()就是给了一个时间期限,保证等待参数时间

  • lockInterruptibly():用该锁的获得方式,如果线程在获取锁的阶段进入了等待,那么可以中断此线程,先去做别的事

通过 以上的解释,大致可以解释在上个部分中“锁类型(lockInterruptibly())”,“锁状态(tryLock())”等问题,还有就是前面子所获取的过程我所写的“大致就是可以尝试获得锁,线程可以不会一直等待”用了“可以”的原因。

下面是Lock一般使用的例子,注意ReentrantLock是Lock接口的实现。
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lock():

package com.brickworkers;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class LockTest {    private Lock lock = new ReentrantLock();    //需要参与同步的方法    private void method(Thread thread){        lock.lock();        try {            System.out.println("线程名"+thread.getName() + "获得了锁");        }catch(Exception e){            e.printStackTrace();        } finally {            System.out.println("线程名"+thread.getName() + "释放了锁");            lock.unlock();        }    }    public static void main(String[] args) {        LockTest lockTest = new LockTest();        //线程1        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                lockTest.method(Thread.currentThread());            }        }, "t1");        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                lockTest.method(Thread.currentThread());            }        }, "t2");        t1.start();        t2.start();    }}//执行情况:线程名t1获得了锁//         线程名t1释放了锁//         线程名t2获得了锁//         线程名t2释放了锁
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tryLock():

package com.brickworkers;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class LockTest {    private Lock lock = new ReentrantLock();    //需要参与同步的方法    private void method(Thread thread){/*      lock.lock();        try {            System.out.println("线程名"+thread.getName() + "获得了锁");        }catch(Exception e){            e.printStackTrace();        } finally {            System.out.println("线程名"+thread.getName() + "释放了锁");            lock.unlock();        }*/        if(lock.tryLock()){            try {                System.out.println("线程名"+thread.getName() + "获得了锁");            }catch(Exception e){                e.printStackTrace();            } finally {                System.out.println("线程名"+thread.getName() + "释放了锁");                lock.unlock();            }        }else{            System.out.println("我是"+Thread.currentThread().getName()+"有人占着锁,我就不要啦");        }    }    public static void main(String[] args) {        LockTest lockTest = new LockTest();        //线程1        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                lockTest.method(Thread.currentThread());            }        }, "t1");        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                lockTest.method(Thread.currentThread());            }        }, "t2");        t1.start();        t2.start();    }}//执行结果: 线程名t2获得了锁//         我是t1有人占着锁,我就不要啦//         线程名t2释放了锁
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看到这里相信大家也都会使用如何使用Lock了吧,关于tryLock(long time, TimeUnit unit)和lockInterruptibly()不再赘述。前者主要存在一个等待时间,在测试代码中写入一个等待时间,后者主要是等待中断,会抛出一个中断异常,常用度不高,喜欢探究可以自己深入研究。

前面比较重提到“公平锁”,在这里可以提一下ReentrantLock对于平衡锁的定义,在源码中有这么两段:
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 /**     * Sync object for non-fair locks     */    static final class NonfairSync extends Sync {        private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;        /**         * Performs lock.  Try immediate barge, backing up to normal         * acquire on failure.         */        final void lock() {            if (compareAndSetState(0, 1))                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());            else                acquire(1);        }        protected final boolean tryAcquire(int acquires) {            return nonfairTryAcquire(acquires);        }    }    /**     * Sync object for fair locks     */    static final class FairSync extends Sync {        private static final long serialVersionUID = -3000897897090466540L;        final void lock() {            acquire(1);        }        /**         * Fair version of tryAcquire.  Don't grant access unless         * recursive call or no waiters or is first.         */        protected final boolean tryAcquire(int acquires) {            final Thread current = Thread.currentThread();            int c = getState();            if (c == 0) {                if (!hasQueuedPredecessors() &&                    compareAndSetState(0, acquires)) {                    setExclusiveOwnerThread(current);                    return true;                }            }            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {                int nextc = c + acquires;                if (nextc < 0)                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");                setState(nextc);                return true;            }            return false;        }    }
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从以上源码可以看出在Lock中可以自己控制锁是否公平,而且,默认的是非公平锁,以下是ReentrantLock的构造函数:

   public ReentrantLock() {        sync = new NonfairSync();//默认非公平锁    }
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延伸学习:对于LOCK底层的实现,大家可以参考: 
点击Lock底层介绍博客


转自http://blog.csdn.net/u012403290/article/details/64910926?locationNum=11&fps=1

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