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Java編程synchronized與lock的區(qū)別【推薦】

 更新時(shí)間:2017年10月24日 15:43:19   作者:weknow619  
互聯(lián)網(wǎng)信息泛濫環(huán)境下少有的良心之作!如果您想對Java編程synchronized與lock的區(qū)別有所了解,這篇文章絕對值得!分享給大家,供需要的朋友參考。不說了,我先學(xué)習(xí)去了。

前言

本文介紹了Java編程synchronized與lock的區(qū)別的相關(guān)內(nèi)容,如果您對synchronized與lock不太了解,這兩篇文章 或許是不錯(cuò)的選擇:

Java 同步鎖(synchronized)詳解及實(shí)例

Java多線程基礎(chǔ)——Lock類

正文

從Java 5之后,在java.util.concurrent.locks包下提供了另外一種方式來實(shí)現(xiàn)同步訪問,那就是Lock。

也許有朋友會(huì)問,既然都可以通過synchronized來實(shí)現(xiàn)同步訪問了,那么為什么還需要提供Lock?這個(gè)問題將在下面進(jìn)行闡述。本文先從synchronized的缺陷講起,然后再講述java.util.concurrent.locks包下常用的有哪些類和接口,最后討論以下一些關(guān)于鎖的概念方面的東西。

一.synchronized的缺陷

  synchronized是java中的一個(gè)關(guān)鍵字,也就是說是Java語言內(nèi)置的特性。那么為什么會(huì)出現(xiàn)Lock呢?

  在上面一篇文章中,我們了解到如果一個(gè)代碼塊被synchronized修飾了,當(dāng)一個(gè)線程獲取了對應(yīng)的鎖,并執(zhí)行該代碼塊時(shí),其他線程便只能一直等待,等待獲取鎖的線程釋放鎖,而這里獲取鎖的線程釋放鎖只會(huì)有兩種情況:

  1)獲取鎖的線程執(zhí)行完了該代碼塊,然后線程釋放對鎖的占有;
  2)線程執(zhí)行發(fā)生異常,此時(shí)JVM會(huì)讓線程自動(dòng)釋放鎖。

  那么如果這個(gè)獲取鎖的線程由于要等待IO或者其他原因(比如調(diào)用sleep方法)被阻塞了,但是又沒有釋放鎖,其他線程便只能干巴巴地等待,試想一下,這多么影響程序執(zhí)行效率。

  因此就需要有一種機(jī)制可以不讓等待的線程一直無期限地等待下去(比如只等待一定的時(shí)間或者能夠響應(yīng)中斷),通過Lock就可以辦到。

  再舉個(gè)例子:當(dāng)有多個(gè)線程讀寫文件時(shí),讀操作和寫操作會(huì)發(fā)生沖突現(xiàn)象,寫操作和寫操作會(huì)發(fā)生沖突現(xiàn)象,但是讀操作和讀操作不會(huì)發(fā)生沖突現(xiàn)象。

  但是采用synchronized關(guān)鍵字來實(shí)現(xiàn)同步的話,就會(huì)導(dǎo)致一個(gè)問題:

  如果多個(gè)線程都只是進(jìn)行讀操作,所以當(dāng)一個(gè)線程在進(jìn)行讀操作時(shí),其他線程只能等待無法進(jìn)行讀操作。

  因此就需要一種機(jī)制來使得多個(gè)線程都只是進(jìn)行讀操作時(shí),線程之間不會(huì)發(fā)生沖突,通過Lock就可以辦到。

  另外,通過Lock可以知道線程有沒有成功獲取到鎖。這個(gè)是synchronized無法辦到的。

  總結(jié)一下,也就是說Lock提供了比synchronized更多的功能。但是要注意以下幾點(diǎn):

  1)Lock不是Java語言內(nèi)置的,synchronized是Java語言的關(guān)鍵字,因此是內(nèi)置特性。Lock是一個(gè)類,通過這個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)同步訪問;
  2)Lock和synchronized有一點(diǎn)非常大的不同,采用synchronized不需要用戶去手動(dòng)釋放鎖,當(dāng)synchronized方法或者synchronized代碼塊執(zhí)行完之后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)讓線程釋放對鎖的占用;而Lock則必須要用戶去手動(dòng)釋放鎖,如果沒有主動(dòng)釋放鎖,就有可能導(dǎo)致出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象。

二.java.util.concurrent.locks包下常用的類

  下面我們就來探討一下java.util.concurrent.locks包中常用的類和接口。

  1.Lock

  首先要說明的就是Lock,通過查看Lock的源碼可知,Lock是一個(gè)接口:

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

下面來逐個(gè)講述Lock接口中每個(gè)方法的使用,lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)和lockInterruptibly()是用來獲取鎖的。unLock()方法是用來釋放鎖的。newCondition()這個(gè)方法暫且不在此講述,會(huì)在后面的線程協(xié)作一文中講述。

  在Lock中聲明了四個(gè)方法來獲取鎖,那么這四個(gè)方法有何區(qū)別呢?

  首先lock()方法是平常使用得最多的一個(gè)方法,就是用來獲取鎖。如果鎖已被其他線程獲取,則進(jìn)行等待。

  由于在前面講到如果采用Lock,必須主動(dòng)去釋放鎖,并且在發(fā)生異常時(shí),不會(huì)自動(dòng)釋放鎖。因此一般來說,使用Lock必須在try{}catch{}塊中進(jìn)行,并且將釋放鎖的操作放在finally塊中進(jìn)行,以保證鎖一定被被釋放,防止死鎖的發(fā)生。通常使用Lock來進(jìn)行同步的話,是以下面這種形式去使用的:

Lock lock = ...;
lock.lock();
try{
  //處理任務(wù)
}catch(Exception ex){
}finally{
  lock.unlock();  //釋放鎖
}

tryLock()方法是有返回值的,它表示用來嘗試獲取鎖,如果獲取成功,則返回true,如果獲取失?。存i已被其他線程獲?。瑒t返回false,也就說這個(gè)方法無論如何都會(huì)立即返回。在拿不到鎖時(shí)不會(huì)一直在那等待。

  tryLock(long time, TimeUnit unit)方法和tryLock()方法是類似的,只不過區(qū)別在于這個(gè)方法在拿不到鎖時(shí)會(huì)等待一定的時(shí)間,在時(shí)間期限之內(nèi)如果還拿不到鎖,就返回false。如果如果一開始拿到鎖或者在等待期間內(nèi)拿到了鎖,則返回true。

  所以,一般情況下通過tryLock來獲取鎖時(shí)是這樣使用的:

Lock lock = ...;
if(lock.tryLock()) {
   try{
     //處理任務(wù)
   }catch(Exception ex){
   }finally{
     lock.unlock();  //釋放鎖
   } 
}else {
  //如果不能獲取鎖,則直接做其他事情
}

lockInterruptibly()方法比較特殊,當(dāng)通過這個(gè)方法去獲取鎖時(shí),如果線程正在等待獲取鎖,則這個(gè)線程能夠響應(yīng)中斷,即中斷線程的等待狀態(tài)。也就使說,當(dāng)兩個(gè)線程同時(shí)通過lock.lockInterruptibly()想獲取某個(gè)鎖時(shí),假若此時(shí)線程A獲取到了鎖,而線程B只有在等待,那么對線程B調(diào)用threadB.interrupt()方法能夠中斷線程B的等待過程。

  由于lockInterruptibly()的聲明中拋出了異常,所以lock.lockInterruptibly()必須放在try塊中或者在調(diào)用lockInterruptibly()的方法外聲明拋出InterruptedException。

  因此lockInterruptibly()一般的使用形式如下:

public void method() throws InterruptedException {
  lock.lockInterruptibly();
  try { 
   //.....
  }
  finally {
    lock.unlock();
  } 
}

注意,當(dāng)一個(gè)線程獲取了鎖之后,是不會(huì)被interrupt()方法中斷的。因?yàn)楸旧碓谇懊娴奈恼轮兄v過單獨(dú)調(diào)用interrupt()方法不能中斷正在運(yùn)行過程中的線程,只能中斷阻塞過程中的線程。

  因此當(dāng)通過lockInterruptibly()方法獲取某個(gè)鎖時(shí),如果不能獲取到,只有進(jìn)行等待的情況下,是可以響應(yīng)中斷的。

  而用synchronized修飾的話,當(dāng)一個(gè)線程處于等待某個(gè)鎖的狀態(tài),是無法被中斷的,只有一直等待下去。

2.ReentrantLock

  ReentrantLock,意思是“可重入鎖”,關(guān)于可重入鎖的概念在下一節(jié)講述。ReentrantLock是唯一實(shí)現(xiàn)了Lock接口的類,并且ReentrantLock提供了更多的方法。下面通過一些實(shí)例看具體看一下如何使用ReentrantLock。

  例子1,lock()的正確使用方法

public class Test {
  private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
  public static void main(String[] args) {
    final Test test = new Test();
    new Thread(){
      public void run() {
        test.insert(Thread.currentThread());
      };
    }.start();
    new Thread(){
      public void run() {
        test.insert(Thread.currentThread());
      };
    }.start();
  } 
  public void insert(Thread thread) {
    Lock lock = new ReentrantLock();  //注意這個(gè)地方
    lock.lock();
    try {
      System.out.println(thread.getName()+"得到了鎖");
      for(int i=0;i<5;i++) {
        arrayList.add(i);
      }
    } catch (Exception e) {
      // TODO: handle exception
    }finally {
      System.out.println(thread.getName()+"釋放了鎖");
      lock.unlock();
    }
  }
}

先想一下這段代碼的輸出結(jié)果是什么?

Thread-0得到了鎖
Thread-1得到了鎖
Thread-0釋放了鎖
Thread-1釋放了鎖

也許有朋友會(huì)問,怎么會(huì)輸出這個(gè)結(jié)果?第二個(gè)線程怎么會(huì)在第一個(gè)線程釋放鎖之前得到了鎖?原因在于,在insert方法中的lock變量是局部變量,每個(gè)線程執(zhí)行該方法時(shí)都會(huì)保存一個(gè)副本,那么理所當(dāng)然每個(gè)線程執(zhí)行到lock.lock()處獲取的是不同的鎖,所以就不會(huì)發(fā)生沖突。

  知道了原因改起來就比較容易了,只需要將lock聲明為類的屬性即可。

public class Test {
  private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
  private Lock lock = new ReentrantLock();  //注意這個(gè)地方
  public static void main(String[] args) {
    final Test test = new Test();
    new Thread(){
      public void run() {
        test.insert(Thread.currentThread());
      };
    }.start();
    new Thread(){
      public void run() {
        test.insert(Thread.currentThread());
      };
    }.start();
  } 
  public void insert(Thread thread) {
    lock.lock();
    try {
      System.out.println(thread.getName()+"得到了鎖");
      for(int i=0;i<5;i++) {
        arrayList.add(i);
      }
    } catch (Exception e) {
      // TODO: handle exception
    }finally {
      System.out.println(thread.getName()+"釋放了鎖");
      lock.unlock();
    }
  }
}

這樣就是正確地使用Lock的方法了。

例子2,tryLock()的使用方法

public class Test {
  private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
  private Lock lock = new ReentrantLock();  //注意這個(gè)地方
  public static void main(String[] args) {
    final Test test = new Test();
    new Thread(){
      public void run() {
        test.insert(Thread.currentThread());
      };
    }.start();
    new Thread(){
      public void run() {
        test.insert(Thread.currentThread());
      };
    }.start();
  } 
  public void insert(Thread thread) {
    if(lock.tryLock()) {
      try {
        System.out.println(thread.getName()+"得到了鎖");
        for(int i=0;i<5;i++) {
          arrayList.add(i);
        }
      } catch (Exception e) {
        // TODO: handle exception
      }finally {
        System.out.println(thread.getName()+"釋放了鎖");
        lock.unlock();
      }
    } else {
      System.out.println(thread.getName()+"獲取鎖失敗");
    }
  }
}

輸出結(jié)果:

Thread-0得到了鎖
Thread-1獲取鎖失敗
Thread-0釋放了鎖

例子3,lockInterruptibly()響應(yīng)中斷的使用方法:

public class Test {
  private Lock lock = new ReentrantLock();  
  public static void main(String[] args) {
    Test test = new Test();
    MyThread thread1 = new MyThread(test);
    MyThread thread2 = new MyThread(test);
    thread1.start();
    thread2.start();
    try {
      Thread.sleep(2000);
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
    thread2.interrupt();
  } 
  public void insert(Thread thread) throws InterruptedException{
    lock.lockInterruptibly();  //注意,如果需要正確中斷等待鎖的線程,必須將獲取鎖放在外面,然后將InterruptedException拋出
    try { 
      System.out.println(thread.getName()+"得到了鎖");
      long startTime = System.currentTimeMillis();
      for(  ;   ;) {
        if(System.currentTimeMillis() - startTime >= Integer.MAX_VALUE)
          break;
        //插入數(shù)據(jù)
      }
    }
    finally {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"執(zhí)行finally");
      lock.unlock();
      System.out.println(thread.getName()+"釋放了鎖");
    } 
  }
}
class MyThread extends Thread {
  private Test test = null;
  public MyThread(Test test) {
    this.test = test;
  }
  @Override
  public void run() {
    try {
      test.insert(Thread.currentThread());
    } catch (InterruptedException e) {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被中斷");
    }
  }
}

 運(yùn)行之后,發(fā)現(xiàn)thread2能夠被正確中斷。

3.ReadWriteLock

  ReadWriteLock也是一個(gè)接口,在它里面只定義了兩個(gè)方法:

public interface ReadWriteLock {
  /**
   * Returns the lock used for reading.
   *
   * @return the lock used for reading.
   */
  Lock readLock();
  /**
   * Returns the lock used for writing.
   *
   * @return the lock used for writing.
   */
  Lock writeLock();
}

一個(gè)用來獲取讀鎖,一個(gè)用來獲取寫鎖。也就是說將文件的讀寫操作分開,分成2個(gè)鎖來分配給線程,從而使得多個(gè)線程可以同時(shí)進(jìn)行讀操作。下面的ReentrantReadWriteLock實(shí)現(xiàn)了ReadWriteLock接口。

4.ReentrantReadWriteLock

  ReentrantReadWriteLock里面提供了很多豐富的方法,不過最主要的有兩個(gè)方法:readLock()和writeLock()用來獲取讀鎖和寫鎖。

  下面通過幾個(gè)例子來看一下ReentrantReadWriteLock具體用法。

  假如有多個(gè)線程要同時(shí)進(jìn)行讀操作的話,先看一下synchronized達(dá)到的效果:

public class Test {
  private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
  public static void main(String[] args) {
    final Test test = new Test();
    new Thread(){
      public void run() {
        test.get(Thread.currentThread());
      };
    }.start();
    new Thread(){
      public void run() {
        test.get(Thread.currentThread());
      };
    }.start();
  } 
  public synchronized void get(Thread thread) {
    long start = System.currentTimeMillis();
    while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {
      System.out.println(thread.getName()+"正在進(jìn)行讀操作");
    }
    System.out.println(thread.getName()+"讀操作完畢");
  }
}

這段程序的輸出結(jié)果會(huì)是,直到thread1執(zhí)行完讀操作之后,才會(huì)打印thread2執(zhí)行讀操作的信息。

Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0讀操作完畢
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1讀操作完畢

而改成用讀寫鎖的話:

public class Test {
  private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
  public static void main(String[] args) {
    final Test test = new Test();
    new Thread(){
      public void run() {
        test.get(Thread.currentThread());
      };
    }.start();
    new Thread(){
      public void run() {
        test.get(Thread.currentThread());
      };
    }.start();
  } 
  public void get(Thread thread) {
    rwl.readLock().lock();
    try {
      long start = System.currentTimeMillis();
      while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {
        System.out.println(thread.getName()+"正在進(jìn)行讀操作");
      }
      System.out.println(thread.getName()+"讀操作完畢");
    } finally {
      rwl.readLock().unlock();
    }
  }
}

此時(shí)打印的結(jié)果為:

Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-0正在進(jìn)行讀操作
Thread-1正在進(jìn)行讀操作
Thread-0讀操作完畢
Thread-1讀操作完畢

說明thread1和thread2在同時(shí)進(jìn)行讀操作。

  這樣就大大提升了讀操作的效率。

  不過要注意的是,如果有一個(gè)線程已經(jīng)占用了讀鎖,則此時(shí)其他線程如果要申請寫鎖,則申請寫鎖的線程會(huì)一直等待釋放讀鎖。

  如果有一個(gè)線程已經(jīng)占用了寫鎖,則此時(shí)其他線程如果申請寫鎖或者讀鎖,則申請的線程會(huì)一直等待釋放寫鎖。

  關(guān)于ReentrantReadWriteLock類中的其他方法感興趣的朋友可以自行查閱API文檔。

5.Lock和synchronized的選擇

  總結(jié)來說,Lock和synchronized有以下幾點(diǎn)不同:

  1)Lock是一個(gè)接口,而synchronized是Java中的關(guān)鍵字,synchronized是內(nèi)置的語言實(shí)現(xiàn);
  2)synchronized在發(fā)生異常時(shí),會(huì)自動(dòng)釋放線程占有的鎖,因此不會(huì)導(dǎo)致死鎖現(xiàn)象發(fā)生;而Lock在發(fā)生異常時(shí),如果沒有主動(dòng)通過unLock()去釋放鎖,則很可能造成死鎖現(xiàn)象,因此使用Lock時(shí)需要在finally塊中釋放鎖;
  3)Lock可以讓等待鎖的線程響應(yīng)中斷,而synchronized卻不行,使用synchronized時(shí),等待的線程會(huì)一直等待下去,不能夠響應(yīng)中斷;
  4)通過Lock可以知道有沒有成功獲取鎖,而synchronized卻無法辦到。
  5)Lock可以提高多個(gè)線程進(jìn)行讀操作的效率。

  在性能上來說,如果競爭資源不激烈,兩者的性能是差不多的,而當(dāng)競爭資源非常激烈時(shí)(即有大量線程同時(shí)競爭),此時(shí)Lock的性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于synchronized。所以說,在具體使用時(shí)要根據(jù)適當(dāng)情況選擇。

三.鎖的相關(guān)概念介紹

  在前面介紹了Lock的基本使用,這一節(jié)來介紹一下與鎖相關(guān)的幾個(gè)概念。

1.可重入鎖

  如果鎖具備可重入性,則稱作為可重入鎖。像synchronized和ReentrantLock都是可重入鎖,可重入性在我看來實(shí)際上表明了鎖的分配機(jī)制:基于線程的分配,而不是基于方法調(diào)用的分配。舉個(gè)簡單的例子,當(dāng)一個(gè)線程執(zhí)行到某個(gè)synchronized方法時(shí),比如說method1,而在method1中會(huì)調(diào)用另外一個(gè)synchronized方法method2,此時(shí)線程不必重新去申請鎖,而是可以直接執(zhí)行方法method2。

  看下面這段代碼就明白了:

class MyClass {
  public synchronized void method1() {
    method2();
  }
  public synchronized void method2() {
  }
}

上述代碼中的兩個(gè)方法method1和method2都用synchronized修飾了,假如某一時(shí)刻,線程A執(zhí)行到了method1,此時(shí)線程A獲取了這個(gè)對象的鎖,而由于method2也是synchronized方法,假如synchronized不具備可重入性,此時(shí)線程A需要重新申請鎖。但是這就會(huì)造成一個(gè)問題,因?yàn)榫€程A已經(jīng)持有了該對象的鎖,而又在申請獲取該對象的鎖,這樣就會(huì)線程A一直等待永遠(yuǎn)不會(huì)獲取到的鎖。

  而由于synchronized和Lock都具備可重入性,所以不會(huì)發(fā)生上述現(xiàn)象。

2.可中斷鎖

  可中斷鎖:顧名思義,就是可以相應(yīng)中斷的鎖。

  在Java中,synchronized就不是可中斷鎖,而Lock是可中斷鎖。

  如果某一線程A正在執(zhí)行鎖中的代碼,另一線程B正在等待獲取該鎖,可能由于等待時(shí)間過長,線程B不想等待了,想先處理其他事情,我們可以讓它中斷自己或者在別的線程中中斷它,這種就是可中斷鎖。

  在前面演示lockInterruptibly()的用法時(shí)已經(jīng)體現(xiàn)了Lock的可中斷性。

3.公平鎖

  公平鎖即盡量以請求鎖的順序來獲取鎖。比如同是有多個(gè)線程在等待一個(gè)鎖,當(dāng)這個(gè)鎖被釋放時(shí),等待時(shí)間最久的線程(最先請求的線程)會(huì)獲得該所,這種就是公平鎖。

  非公平鎖即無法保證鎖的獲取是按照請求鎖的順序進(jìn)行的。這樣就可能導(dǎo)致某個(gè)或者一些線程永遠(yuǎn)獲取不到鎖。

  在Java中,synchronized就是非公平鎖,它無法保證等待的線程獲取鎖的順序。

  而對于ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock,它默認(rèn)情況下是非公平鎖,但是可以設(shè)置為公平鎖。

  看一下這2個(gè)類的源代碼就清楚了:

/**
   * 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);
    }

  在ReentrantLock中定義了2個(gè)靜態(tài)內(nèi)部類,一個(gè)是NotFairSync,一個(gè)是FairSync,分別用來實(shí)現(xiàn)非公平鎖和公平鎖。

  我們可以在創(chuàng)建ReentrantLock對象時(shí),通過以下方式來設(shè)置鎖的公平性:

ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);

如果參數(shù)為true表示為公平鎖,為fasle為非公平鎖。默認(rèn)情況下,如果使用無參構(gòu)造器,則是非公平鎖。

/**
   * Creates an instance of {@code ReentrantLock}.
   * This is equivalent to using {@code ReentrantLock(false)}.
   */
  public ReentrantLock() {
    sync = new NonfairSync();
  }

  /**
   * Creates an instance of {@code ReentrantLock} with the
   * given fairness policy.
   *
   * @param fair {@code true} if this lock should use a fair ordering policy
   */
  public ReentrantLock(boolean fair) {
    sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
  }

另外在ReentrantLock類中定義了很多方法,比如:

  isFair()        //判斷鎖是否是公平鎖
  isLocked()    //判斷鎖是否被任何線程獲取了
  isHeldByCurrentThread()   //判斷鎖是否被當(dāng)前線程獲取了
  hasQueuedThreads()   //判斷是否有線程在等待該鎖

  在ReentrantReadWriteLock中也有類似的方法,同樣也可以設(shè)置為公平鎖和非公平鎖。不過要記住ReentrantReadWriteLock并未實(shí)現(xiàn)Lock接口,它實(shí)現(xiàn)的是ReadWriteLock接口。

4.讀寫鎖

  讀寫鎖將對一個(gè)資源(比如文件)的訪問分成了2個(gè)鎖,一個(gè)讀鎖和一個(gè)寫鎖。

  正因?yàn)橛辛俗x寫鎖,才使得多個(gè)線程之間的讀操作不會(huì)發(fā)生沖突。

  ReadWriteLock就是讀寫鎖,它是一個(gè)接口,ReentrantReadWriteLock實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口。

  可以通過readLock()獲取讀鎖,通過writeLock()獲取寫鎖。

  上面已經(jīng)演示過了讀寫鎖的使用方法,在此不再贅述。

總結(jié)

以上就是本文關(guān)于Java編程synchronized與lock的區(qū)別的全部內(nèi)容,希望對大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續(xù)參閱本站:解析Java編程之Synchronized鎖住的對象、Java編程實(shí)現(xiàn)排他鎖代碼詳解等,有什么問題可以隨時(shí)留言,歡迎大家一起交流討論。感謝朋友們對腳本之家網(wǎng)站的支持!

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