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Scala并发编程实战 - 2:Lock 锁

Scala并发编程实战 - 2:Lock 锁

作者: Liam666 | 来源:发表于2019-11-16 14:29 被阅读0次

    synchronized作为内置锁,使用简单,不易出错,然鹅确有相当的局限性,例如,无法从等待获取锁的阻塞中中断,无法设置获取锁的超时。
    所以JUC提供了另一种更灵活的加锁方式,即Lock。

    Lock

    Lock接口定义如下

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

    从接口的定义不难发现,Lock不仅提供了常规的lock()阻塞式加锁,也提供了tryLock使得线程能在获取不到锁时,马上返回,
    甚至可以等待锁一段时间后,再返回。lockInterruptibly则提供了可中断的阻塞式获取锁方式。

    Lock的锁需要显示释放,通常要与try...finally语句一起使用,避免死锁。

    lock.lock(); 
    try {     
       // update object state     
       // catch exceptions and restore invariants if necessary 
    } finally {     
       lock.unlock(); 
    }
    

    ReentrantLock

    Lock最常用的实现类是ReentrantLock,这是一个可重入锁(synchronized也是)。

    ReentrantLock默认和内置锁一样,是非公平锁,但是支持公平锁模式,可以用ReentrantLock(true)创建公平锁。

    可重入锁

    所谓可重入锁,也就是说一个线程可以在持有该锁的时候,再次获取该锁。可重入锁通常与一个计数器关联,第一次获取锁的时候,计数器从0变为1,再次获取锁,变为2,以此类推。释放锁的时候,计数器每次减1,直至减为0,该锁才真正释放给其他线程。
    为啥需要可重入锁
    举个例子(JCP书上的)

    public class Widget {     
        public synchronized void doSomething() {         
            ... 
        } 
    }  
    public class LoggingWidget extends Widget {     
        public synchronized void doSomething() {         
            System.out.println(toString() + ": calling doSomething");         
            super.doSomething();     
        } 
    }
    

    子类覆盖了父类方法,并再次调用了父类的同步方法,如果锁不支持重入,则会导致死锁。

    公平锁

    所谓公平锁,其实就是指锁的等待队列执行先进先出,等待最久的线程优先获得锁。
    但是内置锁和ReentrantLock默认都是非公平的,为啥?
    因为非公平锁的性能更好。一个事实是,一个线程从被唤醒到真正运行中间有不可忽视的延迟,这个延迟时间很可能长到足够一个运行中的线程获取锁,并完成操作,然后释放锁。也即是说,把锁给’等待最久的线程‘的过程中,可以让其他线程插队获取锁,并归还锁,还不会影响’等待最久的线程‘的运行。这样一来吞吐量就得到了提升。

    Scala栗子

    package io.github.liam8.con
    
    import java.util.concurrent.TimeUnit
    import java.util.concurrent.locks.{Lock, ReentrantLock}
    
    object LockDemo {
    
      private val rtl: Lock = new ReentrantLock()
    
      var inc: Int = 0
    
      def get(): Int = {
        rtl.lock()
        try {
          inc
        } finally {
          rtl.unlock()
        }
      }
    
      def addOne(): Unit = {
        rtl.lock()
        try {
          TimeUnit.SECONDS.sleep(1)
          inc = 1 + get()
        } finally {
          rtl.unlock()
        }
      }
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        for (i <- 1 to 10) {
          new Thread {
              override def run(): Unit = {
                println(s"run thread $i")
                addOne()
              }
          }.start()
        }
        while (true) {
          println(s"inc=$inc")
          TimeUnit.SECONDS.sleep(1)
        }
      }
    }
    

    output

    run thread 3
    run thread 8
    run thread 1
    run thread 9
    run thread 7
    run thread 4
    run thread 5
    run thread 2
    run thread 10
    run thread 6
    inc=0
    inc=0
    inc=2
    inc=3
    inc=4
    inc=5
    inc=6
    inc=7
    inc=8
    inc=8
    inc=10
    inc=10
    inc=10
    

    本文代码

    Github仓库

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