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22,线程10-Lock、synchronized和ReadWr

22,线程10-Lock、synchronized和ReadWr

作者: 旅程中 | 来源:发表于2018-10-12 14:25 被阅读22次

    在java多线程编程中,可能我们经常会遇到线程同步的问题,可以使用synchronized或者Lock和ReadWriteLock去控制同步锁,他们都能实现线程的同步,下面来分析下这几种方式的区别:

    1.synchronized
    它可以锁住一个方法或者一段代码块,伪代码如下:

    //锁住方法
    public synchronized void test(){
        doSomething...
    } 
    
    //锁住代码块
    public synchronized void test(){
        doSomething...
    
        synchronized( any object ){
                锁住的代码块
        }
    
    } 
    

    有多个线程ThreadA、ThreadB…ThreadN等,它们同时去执行一段被synchronized修饰的代码块,如果这里ThreadB抢到了同步锁,那么其他的线程都必须等待,ThreadB只有两种情况下会释放锁:

    1)ThreadB执行完了这段代码块,这个锁就会被释放;
    2)当ThreadB执行这段代码块抛出异常的时候,jvm虚拟机也会释放这个锁。

    如果ThreadB执行时间特别长,那么其他的线程就会一直等待,这样会照成很大的资源浪费,并且没有效率。

    2.Lock
    它就规避了synchronized的缺点,它是一个接口,里面有如下四个锁方法和一个解锁方法

    public interface Lock {
        void lock();
        void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
        boolean tryLock();
        boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
        void unlock();
    }
    

    Lock有一个实现类:ReentrantLock,它实现了Lock里面的方法,但是使用Lock的时候必须注意它不会像synchronized执行完成之后或者抛出异常之后自动释放锁,而是需要你主动释放锁,所以我们必须在使用Lock的时候加上try{}catch{}finally{}块,并且在finally中释放占用的锁资源。

    Lock和synchronized最大的区别就是当使用synchronized,一个线程抢占到锁资源,其他线程必须像SB一样得等待;而使用Lock,一个线程抢占到锁资源,其他的线程可以不等待或者设置等待时间,实在抢不到可以去做其他的业务逻辑。

    1)lock()这个方法用来获取锁,如果已经被其他线程抢占则等待,最后需要自己释放资源,伪代码如下:

    Lock lock = new ReentrantLock();
    //线程1
    new Thread(){
        run(){
            dosomething...
            lock.lock();
            try{
                dosomething...
            }catch(Exception e){
                catch exception...
            }finally{
                lock.unlock();
            }
        }
    }.start();
    
    //线程2
    new Thread(){
        run(){
            dosomething...
            lock.lock();
            try{
                dosomething...
            }catch(Exception e){
                catch exception...
            }finally{
                lock.unlock();
            }
        }
    }.start();
    

    2)tryLock()这个方法是当前线程去主动尝试获取锁资源,如果获取成功会有个返回值true,失败即返回false。这样的话拿到锁的线程会去执行锁住的资源,而没拿到资源的会马上返回false不会等待,伪代码如下:

    Lock lock = new ReentrantLock();
    //线程1
    new Thread(){
        run(){
            dosomething...
            boolean flag = lock.tryLock();
            if(flag ){
                try{
                    dosomething...
                }catch(Exception e){
                    catch exception...
                }finally{
                    lock.unlock();
                }
            }
        }
    }.start();
    //线程2
    new Thread(){
        run(){
            dosomething...
            boolean flag = lock.tryLock();
            if(flag ){
                try{
                    dosomething...
                }catch(Exception e){
                    catch exception...
                }finally{
                    lock.unlock();
                }
            }
        }
    }.start();
    

    3)tryLock(long time, TimeUnit unit)这个方法和上面2的很相似,不过这个会等待一定时间,如果在等待期间获取锁,及当前线程顺利执行资源,反之不等待,伪代码如下(5秒之内抢不到就中断):

    Lock lock = new ReentrantLock();
    //线程1
    new Thread(){
        run(){
            dosomething...
            boolean flag = lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS);
            if(flag ){
                try{
                    dosomething...
                }catch(Exception e){
                    catch exception...
                }finally{
                    lock.unlock();
                }
            }
        }
    }.start();
    //线程2
    new Thread(){
        run(){
            dosomething...
            boolean flag = lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS);
            if(flag ){
                try{
                    dosomething...
                }catch(Exception e){
                    catch exception...
                }finally{
                    lock.unlock();
                }
            }
        }
    }.start();
    

    4)lockInterruptibly()这个方法是表示多个线程去抢夺锁资源,ThreadA线程抢到资源并执行的时候,其他线程在等待状态中,但是我们可以通过interrupt()这个方法使指定没有抢到锁资源的线程中断等待。

    Lock lock = new ReentrantLock();
    ThreadA.start();
    ThreadB.start();
    
    dosomething....
    
    ThreadB.interrupt();
    
    run(){
        dosomething...
        boolean flag = lock.lockInterruptibly();
        try{
            dosomething...
        }catch(Exception e){
            catch exception...
        }finally{
            lock.unlock();
        }
    }
    

    3.ReadWriteLock(读多写少的场景,读读共享,其他全互斥)
    它可以实现读写锁,当读取的时候线程会获得read锁,其他线程也可以获得read锁同时并发的去读取,但是写程序运行获取到write锁的时候,其他线程是不能进行操作的,因为write是排它锁,而上面介绍的两种不管你是read还是write没有抢到锁的线程都会被阻塞或者中断,它也是个接口,里面定义了两种方法readLock()和readLock(),他的一个实现类是ReentrantReadWriteLock。

    public interface ReadWriteLock {
        Lock readLock();
        Lock readLock();
    }
    

    伪代码如下:

    private ReentrantReadWriteLock rrwl = new ReentrantReadWriteLock();
    
    ThreadA.do{
        read();
        write();
    }
    
    ThreadB.do{
        read();
        write();
    }
    
    //读操作
    read(){
        rrwl.readLock().lock();
        try{
            read something...
        }catch(exception e){
            catch exception...
        }finally{
            rrwl.readLock().unlock();
        }
    }
    
    //写操作
    write(){
        rrwl.writeLock().lock();
        try{
            write something...
        }catch(exception e){
            catch exception...
        }finally{
            rrwl.writeLock().unlock();
        }
    }
    

    使用ReentrantLock 也可以实现Object中的notify与wait功能(这两个方法需要配合synchronized关键字使用)。

    那就是:Condition

        private Lock lock = new ReentrantLock();
        private Condition condition = lock.newCondition();
    

    当使用如下的方法就相当于使用Object类的 wait

    condition.await();
    

    使用如下方法相当于使用Object类的 notify

    condition.signal(); 
    

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