Java編程synchronized與lock的區(qū)別【推薦】
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(duì)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
正文
從Java 5之后,在java.util.concurrent.locks包下提供了另外一種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)同步訪問(wèn),那就是Lock。
也許有朋友會(huì)問(wèn),既然都可以通過(guò)synchronized來(lái)實(shí)現(xiàn)同步訪問(wèn)了,那么為什么還需要提供Lock?這個(gè)問(wèn)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(lèi)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(shuō)是Java語(yǔ)言?xún)?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(duì)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(duì)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(méi)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(wú)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(guò)Lock就可以辦到。
再舉個(gè)例子:當(dāng)有多個(gè)線程讀寫(xiě)文件時(shí),讀操作和寫(xiě)操作會(huì)發(fā)生沖突現(xiàn)象,寫(xiě)操作和寫(xiě)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(lái)實(shí)現(xiàn)同步的話,就會(huì)導(dǎo)致一個(gè)問(wèn)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(wú)法進(jìn)行讀操作。
因此就需要一種機(jī)制來(lái)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(guò)Lock就可以辦到。
另外,通過(guò)Lock可以知道線程有沒(méi)有成功獲取到鎖。這個(gè)是synchronized無(wú)法辦到的。
總結(jié)一下,也就是說(shuō)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(yǔ)言?xún)?nèi)置的,synchronized是Java語(yǔ)言的關(guān)鍵字,因此是內(nèi)置特性。Lock是一個(gè)類(lèi),通過(guò)這個(gè)類(lèi)可以實(shí)現(xiàn)同步訪問(wèn);
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(duì)鎖的占用;而Lock則必須要用戶去手動(dòng)釋放鎖,如果沒(méi)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(lèi)
下面我們就來(lái)探討一下java.util.concurrent.locks包中常用的類(lèi)和接口。
1.Lock
首先要說(shuō)明的就是Lock,通過(guò)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(lái)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(lái)獲取鎖的。unLock()方法是用來(lái)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(lái)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(lái)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(lái)說(shuō),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(lái)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(lái)嘗試獲取鎖,如果獲取成功,則返回true,如果獲取失敗(即鎖已被其他線程獲?。瑒t返回false,也就說(shuō)這個(gè)方法無(wú)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(lèi)似的,只不過(guò)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(kāi)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(guò)tryLock來(lái)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(guò)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(shuō),當(dāng)兩個(gè)線程同時(shí)通過(guò)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(duì)線程B調(diào)用threadB.interrupt()方法能夠中斷線程B的等待過(guò)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(guò)單獨(dú)調(diào)用interrupt()方法不能中斷正在運(yùn)行過(guò)程中的線程,只能中斷阻塞過(guò)程中的線程。
因此當(dāng)通過(guò)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(wú)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(lèi),并且ReentrantLock提供了更多的方法。下面通過(guò)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(wèn),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(lái)就比較容易了,只需要將lock聲明為類(lèi)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(lái)獲取讀鎖,一個(gè)用來(lái)獲取寫(xiě)鎖。也就是說(shuō)將文件的讀寫(xiě)操作分開(kāi),分成2個(gè)鎖來(lái)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(guò)最主要的有兩個(gè)方法:readLock()和writeLock()用來(lái)獲取讀鎖和寫(xiě)鎖。
下面通過(guò)幾個(gè)例子來(lái)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(xiě)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(shuō)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(guò)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(qǐng)寫(xiě)鎖,則申請(qǐng)寫(xiě)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(xiě)鎖,則此時(shí)其他線程如果申請(qǐng)寫(xiě)鎖或者讀鎖,則申請(qǐng)的線程會(huì)一直等待釋放寫(xiě)鎖。
關(guān)于ReentrantReadWriteLock類(lèi)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(lái)說(shuō),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(yǔ)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(méi)有主動(dòng)通過(guò)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(guò)Lock可以知道有沒(méi)有成功獲取鎖,而synchronized卻無(wú)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(lái)說(shuō),如果競(jìng)爭(zhēng)資源不激烈,兩者的性能是差不多的,而當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)資源非常激烈時(shí)(即有大量線程同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)),此時(shí)Lock的性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于synchronized。所以說(shuō),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(lái)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(chēng)作為可重入鎖。像synchronized和ReentrantLock都是可重入鎖,可重入性在我看來(lái)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(jiǎn)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(shuō)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(qǐng)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(duì)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(qǐng)鎖。但是這就會(huì)造成一個(gè)問(wèn)題,因?yàn)榫€程A已經(jīng)持有了該對(duì)象的鎖,而又在申請(qǐng)獲取該對(duì)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(guò)長(zhǎng),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(qǐng)求鎖的順序來(lái)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(qǐng)求的線程)會(huì)獲得該所,這種就是公平鎖。
非公平鎖即無(wú)法保證鎖的獲取是按照請(qǐng)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(wú)法保證等待的線程獲取鎖的順序。
而對(duì)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(lèi)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(lèi),一個(gè)是NotFairSync,一個(gè)是FairSync,分別用來(lái)實(shí)現(xiàn)非公平鎖和公平鎖。
我們可以在創(chuàng)建ReentrantLock對(duì)象時(shí),通過(guò)以下方式來(lái)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(wú)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(lèi)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(lèi)似的方法,同樣也可以設(shè)置為公平鎖和非公平鎖。不過(guò)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(xiě)鎖
讀寫(xiě)鎖將對(duì)一個(gè)資源(比如文件)的訪問(wèn)分成了2個(gè)鎖,一個(gè)讀鎖和一個(gè)寫(xiě)鎖。
正因?yàn)橛辛俗x寫(xiě)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(xiě)鎖,它是一個(gè)接口,ReentrantReadWriteLock實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口。
可以通過(guò)readLock()獲取讀鎖,通過(guò)writeLock()獲取寫(xiě)鎖。
上面已經(jīng)演示過(guò)了讀寫(xiě)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?jī)?nèi)容,希望對(duì)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(duì)象、Java編程實(shí)現(xiàn)排他鎖代碼詳解等,有什么問(wèn)題可以隨時(shí)留言,歡迎大家一起交流討論。感謝朋友們對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持!
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