import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Future;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; /** 在多线程编程里,一个重要的概念是锁定,如果一个资源是多个线程共享的,为了保证数据的完整性,在进行事务性操作时需要将共享资源锁定,这样可以保证只有一个线程能对资源进行操作,从而保证了数据的完整性.在J2SE5.0以前锁定的功能是由synchronized关键字来实现的.本节实例介绍如何使用J2SE 5.0中的新特性实现锁定,包括一般的锁、读写锁等.关键技术剖析: 在J2SE5.0中的锁是由java.util.concurrent.locks.lock实现的,使用它的关键技术点如下: 1.ReentrantLock类实现了Lock接口,通过它可以完全取代synchronized关键字. 2.ReentrantLock的lock方法取得锁,如果该锁定没有被其他线程占据,则获取该锁定并返回,将保持计数器置为1;如果当前线程已经占据锁,则立即返回,将保持计数器加1;如果锁定被其他线程占据,则当前线程进入睡眠状态,等待其他线程释放锁,此时保持计数器置为1. 3.ReentrantLock的unlock方法释放锁,如果当前线程是锁的占有者,则将保持计数器减1,如果保持计数器等于0,则释放锁.如果当前线程不是锁的占有者,则抛出异常. 4.ReadWriteLock是一个继承Lock的接口,定义了读写锁.它的一个实现类是ReentrantReadWriteLock 5.ReentrantReadWriteLock的writeLock方法获得用于写入操作的锁定,当获得写入锁时,其他线程想进行读写操作都必须等待. 6.ReentrantReadWriteLock的readLock方法获得用于读操作的锁定,当获得读取锁时,其他读的线程可以继续获得读取锁,但是不能获得写入锁. */public class Lockers { /**测试Lock的使用.在方法中使用Lock,可以避免使用synchronized关键字*/ public static class LockTest{ Lock lock = new ReentrantLock();//锁 double value = 0d; //值 int addtimes = 0; /** * 增加value的值,该方法的操作分为2岁,而且相互依赖,必须实现在一个事务中 * 所以该方法必须同步,以前的做法是在方法声明中使用synchronized关键字 */ public void addValue(double v){ lock.lock();//锁住锁 System.out.println("LockTest to addValue: " + v + " " + System.currentTimeMillis()); try { Thread.sleep(1000); }catch(InterruptedException e){ } this.value += v; this.addtimes++; lock.unlock(); } public double getValue(){ return this.value; } } public static void testLockTest() throws Exception{ final LockTest lockTest = new LockTest(); //新建任务1,调用lockTest的addValue方法 Runnable task1 = new Runnable(){ public void run(){ lockTest.addValue(55.55); } }; //新建任务2,调用lockTest的getValue方法 Runnable task2 = new Runnable(){ public void run(){ System.out.println("value: " + lockTest.getValue()); } }; //新建任务执行服务 ExecutorService cachedService = Executors.newCachedThreadPool(); Future future = null; //同时执行任务1三次,由于 addValue方法使用了锁机制,所以,实质上会顺序执行 for(int i=0;i<3;i++){ future = cachedService.submit(task1); } future.get();//等待最后一个任务1被执行完 future = cachedService.submit(task2);//再执行任务2,输出结果 future.get();//等待任务2执行完后,关闭任务执行服务 cachedService.shutdownNow(); } /** * ReadWriteLock内置两个Lock,一个是读的Lock,一个是写的Lock * 多个线程可同时得到读的Lock,但只有一个线程能得到写的Lock * 而且写的Lock被锁定后,任何线程都不能得到Lock.ReadWriteLock提供的方法有: * readLock():返回一个读的Lock * writeLock():返回一个写的lock,此lock是排它的 * ReadWriteLockTest很适合处理类似文件的读写操作 * 读的时候可以同时读,但是不能写,写的时候既不能同时写,也不能读 */ public static class ReadWriteLockTest{ ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();//锁 double value = 0d; //值 int addtimes = 0; /**增加value的值,不允许多个线程同时进入该方法*/ public void addValue(double v){ //得到writeLock并锁定 Lock writeLock = lock.writeLock(); writeLock.lock(); System.out.println("ReadWriteLockTest to addValue: " + v + " " + System.currentTimeMillis()); try{ Thread.sleep(1000); }catch(InterruptedException e){ } try{ //做写的工作 this.value += v; this.addtimes++; }finally{ writeLock.unlock(); } } /** *获得信息.当有线程在调用addValue方法时,getInfo得到的信息可能是不正确的. *所以,也必须保证该方法在被调用时,没有方法在调用addValue方法. */ public String getInfo(){ //得到 readLock并锁定 Lock readLock = lock.readLock(); readLock.lock(); System.out.println("ReadWriteLockTest to getInfo "+System.currentTimeMillis()); try{ Thread.sleep(1000); }catch(InterruptedException e){ } try{ return this.value + " : " + this.addtimes;//做读的工作 }finally{ readLock.unlock();//释放readLock } } } public static void testReadWriteLockTest() throws Exception{ final ReadWriteLockTest readWriteLockTest = new ReadWriteLockTest(); //新建任务1,调用lockTest的addValue方法 Runnable task_1 = new Runnable(){ public void run(){ readWriteLockTest.addValue(55.55); } }; //新建任务2,调用lockTest的getValue方法 Runnable task_2 = new Runnable(){ public void run(){ System.out.println("info " + readWriteLockTest.getInfo()); } }; //新建任务任务执行服务 ExecutorService cachedService_1 = Executors.newCachedThreadPool(); Future future_1 = null; //同时执行5个任务,其中前2个任务是任务1,后两个任务是任务2 for(int i=0;i<2;i++){ future_1 = cachedService_1.submit(task_1); } for(int i=0;i<2;i++){ future_1 = cachedService_1.submit(task_2); } //最后一个任务是任务1 future_1 = cachedService_1.submit(task_1); //这5个任务的执行顺序应该是 //第一个任务1先执行,第二个任务1再执行;这是因为不能同时写,所以必须等 //然后两个任务2同时执行;这是因为在写的时候,就不能读,所以都等待写结束 //又同时可以同时读,所以它们同时执行 //最后一个任务1再执行.这是因为在读的时候,也不能写,所以必须等待读结束后, //才能写.等待最后一个任务2被执行完 future_1.get(); cachedService_1.shutdownNow(); } public static void main(String... args)throws Exception{ Lockers.testLockTest(); System.out.println("--------------------------"); Lockers.testReadWriteLockTest(); }}/** * ReentrantReadWriteLock 获取顺序如下: * This class does not impose a reader or writer preference ordering for lock access. * However, it does support an optional fairness policy. * When constructed as fair, threads contend for entry using an approximatelyarrival-order policy. * When the write lock is released either the longest-waiting single writer will beassigned the write lock, or if there is a reader waiting longer than any writer, theset of readers will be assigned the read lock. * When constructed as non-fair, the order of entry to the lock need not be in arrivalorder. * In either case, if readers are active and a writer enters the lock then nosubsequent readers will be granted the read lock until after that writer has acquiredand released the write lock.*/
