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Java8新特性之StampedLock_動(dòng)力節(jié)點(diǎn)Java學(xué)院整理

更新時(shí)間：2017年06月07日 16:02:59 投稿：mrr

本文從synchronized、Lock到Java8新增的StampedLock進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)Java8新特性之StampedLock相關(guān)知識(shí)感興趣的朋友一起看看吧

Java8就像一個(gè)寶藏，一個(gè)小的API改進(jìn)，也足與寫一篇文章，比如同步，一直是多線程并發(fā)編程的一個(gè)老話題，相信沒(méi)有人喜歡同步的代碼，這會(huì)降低應(yīng)用的吞吐量等性能指標(biāo)，最壞的時(shí)候會(huì)掛起死機(jī)，但是即使這樣你也沒(méi)得選擇，因?yàn)橐ＷC信息的正確性。所以本文決定將從synchronized、Lock到Java8新增的StampedLock進(jìn)行對(duì)比分析，相信StampedLock不會(huì)讓大家失望。

synchronized

在java5之前，實(shí)現(xiàn)同步主要是使用synchronized。它是Java語(yǔ)言的關(guān)鍵字，當(dāng)它用來(lái)修飾一個(gè)方法或者一個(gè)代碼塊的時(shí)候，能夠保證在同一時(shí)刻最多只有一個(gè)線程執(zhí)行該段代碼。

有四種不同的同步塊：

1.實(shí)例方法

2.靜態(tài)方法

3.實(shí)例方法中的同步塊

4.靜態(tài)方法中的同步塊

大家對(duì)此應(yīng)該不陌生，所以不多講了，以下是代碼示例

synchronized(this)
// do operation
}

小結(jié)：在多線程并發(fā)編程中Synchronized一直是元老級(jí)角色，很多人都會(huì)稱呼它為重量級(jí)鎖，但是隨著Java SE1.6對(duì)Synchronized進(jìn)行了各種優(yōu)化之后，性能上也有所提升。

Lock

它是Java 5在java.util.concurrent.locks新增的一個(gè)API。

Lock是一個(gè)接口，核心方法是lock()，unlock()，tryLock()，實(shí)現(xiàn)類有ReentrantLock, ReentrantReadWriteLock.ReadLock, ReentrantReadWriteLock.WriteLock；

ReentrantReadWriteLock, ReentrantLock 和synchronized鎖都有相同的內(nèi)存語(yǔ)義。

與synchronized不同的是，Lock完全用Java寫成，在java這個(gè)層面是無(wú)關(guān)JVM實(shí)現(xiàn)的。Lock提供更靈活的鎖機(jī)制，很多synchronized 沒(méi)有提供的許多特性，比如鎖投票，定時(shí)鎖等候和中斷鎖等候，但因?yàn)閘ock是通過(guò)代碼實(shí)現(xiàn)的，要保證鎖定一定會(huì)被釋放，就必須將unLock()放到finally{}中

下面是Lock的一個(gè)代碼示例

rwlock.writeLock().lock();
try {
// do operation
} finally {
rwlock.writeLock().unlock();
}

小結(jié)：比synchronized更靈活、更具可伸縮性的鎖定機(jī)制，但不管怎么說(shuō)還是synchronized代碼要更容易書寫些

StampedLock

它是java8在java.util.concurrent.locks新增的一個(gè)API。

ReentrantReadWriteLock 在沒(méi)有任何讀寫鎖時(shí)，才可以取得寫入鎖，這可用于實(shí)現(xiàn)了悲觀讀取（Pessimistic Reading），即如果執(zhí)行中進(jìn)行讀取時(shí)，經(jīng)?？赡苡辛硪粓?zhí)行要寫入的需求，為了保持同步，ReentrantReadWriteLock 的讀取鎖定就可派上用場(chǎng)。

然而，如果讀取執(zhí)行情況很多，寫入很少的情況下，使用 ReentrantReadWriteLock 可能會(huì)使寫入線程遭遇饑餓（Starvation）問(wèn)題，也就是寫入線程吃吃無(wú)法競(jìng)爭(zhēng)到鎖定而一直處于等待狀態(tài)。

StampedLock控制鎖有三種模式（寫，讀，樂(lè)觀讀），一個(gè)StampedLock狀態(tài)是由版本和模式兩個(gè)部分組成，鎖獲取方法返回一個(gè)數(shù)字作為票據(jù)stamp，它用相應(yīng)的鎖狀態(tài)表示并控制訪問(wèn)，數(shù)字0表示沒(méi)有寫鎖被授權(quán)訪問(wèn)。在讀鎖上分為悲觀鎖和樂(lè)觀鎖。

所謂的樂(lè)觀讀模式，也就是若讀的操作很多，寫的操作很少的情況下，你可以樂(lè)觀地認(rèn)為，寫入與讀取同時(shí)發(fā)生幾率很少，因此不悲觀地使用完全的讀取鎖定，程序可以查看讀取資料之后，是否遭到寫入執(zhí)行的變更，再采取后續(xù)的措施（重新讀取變更信息，或者拋出異常），這一個(gè)小小改進(jìn)，可大幅度提高程序的吞吐量??！

下面是java doc提供的StampedLock一個(gè)例子

class Point {
 private double x, y;
 private final StampedLock sl = new StampedLock();
 void move(double deltaX, double deltaY) { // an exclusively locked method
  long stamp = sl.writeLock();
  try {
  x += deltaX;
  y += deltaY;
  } finally {
  sl.unlockWrite(stamp);
  }
 }
 //下面看看樂(lè)觀讀鎖案例
 double distanceFromOrigin() { // A read-only method
  long stamp = sl.tryOptimisticRead(); //獲得一個(gè)樂(lè)觀讀鎖
  double currentX = x, currentY = y; //將兩個(gè)字段讀入本地局部變量
  if (!sl.validate(stamp)) { //檢查發(fā)出樂(lè)觀讀鎖后同時(shí)是否有其他寫鎖發(fā)生？
  stamp = sl.readLock(); //如果沒(méi)有，我們?cè)俅潍@得一個(gè)讀悲觀鎖
  try {
   currentX = x; // 將兩個(gè)字段讀入本地局部變量
   currentY = y; // 將兩個(gè)字段讀入本地局部變量
  } finally {
   sl.unlockRead(stamp);
  }
  }
  return Math.sqrt(currentX * currentX + currentY * currentY);
 }
//下面是悲觀讀鎖案例
 void moveIfAtOrigin(double newX, double newY) { // upgrade
  // Could instead start with optimistic, not read mode
  long stamp = sl.readLock();
  try {
  while (x == 0.0 && y == 0.0) { //循環(huán)，檢查當(dāng)前狀態(tài)是否符合
   long ws = sl.tryConvertToWriteLock(stamp); //將讀鎖轉(zhuǎn)為寫鎖
   if (ws != 0L) { //這是確認(rèn)轉(zhuǎn)為寫鎖是否成功
   stamp = ws; //如果成功 替換票據(jù)
   x = newX; //進(jìn)行狀態(tài)改變
   y = newY; //進(jìn)行狀態(tài)改變
   break;
   }
   else { //如果不能成功轉(zhuǎn)換為寫鎖
   sl.unlockRead(stamp); //我們顯式釋放讀鎖
   stamp = sl.writeLock(); //顯式直接進(jìn)行寫鎖 然后再通過(guò)循環(huán)再試
   }
  }
  } finally {
  sl.unlock(stamp); //釋放讀鎖或?qū)戞i
  }
 }
 }

小結(jié)：

StampedLock要比ReentrantReadWriteLock更加廉價(jià)，也就是消耗比較小。

StampedLock與ReadWriteLock性能對(duì)比

下圖是和ReadWritLock相比，在一個(gè)線程情況下，是讀速度其4倍左右，寫是1倍。