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Java synchronized關(guān)鍵字和Lock接口實(shí)現(xiàn)原理

更新時(shí)間：2019年12月02日 11:09:31 作者：布爾bl

這篇文章主要介紹了Java synchronized關(guān)鍵字和Lock接口實(shí)現(xiàn)原理,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友可以參考下

引用

當(dāng)開發(fā)過程中,我們遇到并發(fā)問題。怎么解決？

一種解決方式，簡(jiǎn)單粗暴：上鎖。將千軍萬馬都給攔下來，只允許一個(gè)人過獨(dú)木橋。書面意思就是將并行的程序變成串行的程序?，F(xiàn)實(shí)的鎖有門鎖、掛鎖和抽屜鎖等等。在Java中，我們的鎖就是synchronized關(guān)鍵字和Lock接口。

synchronized關(guān)鍵字

synchronized也叫同步鎖，是Java里面的關(guān)鍵字。我們可以猜測(cè)到synchronized原理也JVM虛擬機(jī)有關(guān)聯(lián)。

synchronized鎖的是對(duì)象。對(duì)象里面有一個(gè)叫做監(jiān)視鎖(monitor)的東西，監(jiān)視鎖依賴操作系統(tǒng)的互斥鎖（Mutex Lock）。操作系統(tǒng)切換線程其實(shí)就是從用戶態(tài)編程核心態(tài)（cpu的兩種狀態(tài)）。這個(gè)代價(jià)有點(diǎn)高，所以synchronized這個(gè)重量級(jí)鎖后面也引進(jìn)了偏向鎖和輕量級(jí)鎖。

加鎖(監(jiān)視鎖monitor)過程分析()：

當(dāng)monitor的進(jìn)入數(shù)為0，線程A進(jìn)入
monitor的進(jìn)入數(shù)為1
線程B想進(jìn)入該monitor就會(huì)被阻塞。

線程A可以重復(fù)進(jìn)入該monitor，所以synchronized是可重入鎖，和Lock實(shí)現(xiàn)的鎖一樣。

程序驗(yàn)證

public class SynchronizedTest {
  private static int i = 0;
  public static void main(String[] args) {
    test();
  }

  public static void test(){
    synchronized (SynchronizedTest.class){
      synchronized (SynchronizedTest.class){
        i++;
      }
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果

程序正常運(yùn)行，沒有報(bào)錯(cuò)

synchronized可以修飾方法以及代碼塊，代碼塊就是上面重入鎖的例子。

修飾方法

public class SynchronizedTest {
  static int n = 100;
  final static CountDownLatch start = new CountDownLatch(n);
  private static int i = 0;
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    for (int j = 0; j < n; j++) {
      Thread thread = new Thread(new addNoSynchronized());
      thread.start();
    }
    start.await();
    System.out.println(i);
  }

  public static class addSynchronized implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
      addSynchronized();
    }
    public static synchronized void addSynchronized(){
      for (int j = 0; j < 1000; j++) {
        i++;
      }
      start.countDown();
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果

100000

如果去掉 synchronized 關(guān)鍵字的話，運(yùn)行結(jié)果大概率不是 100000，因?yàn)榫€程不安全問題。

Lock接口

一般我們使用 ReentrantLock 類作為重入鎖，實(shí)現(xiàn)Lock接口。

使用方法

public class ReentranLockTest {
  private static int j;
  private static int n = 100;
  private static CountDownLatch latch = new CountDownLatch(n);
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      new Thread(new LockTest()).start();
    }
    latch.await();
    System.out.println("結(jié)果為："+j);
  }

  public static class LockTest implements Runnable{
    static Lock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
      lockTest();
      latch.countDown();
    }
    private void lockTest() {
      lock.lock();
      try {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            j++;
        }
      }finally {
        lock.unlock();
      }
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果

結(jié)果為：100000

這里我們鎖住的 j++ 這塊資源區(qū)（公共資源），lock 是 static 關(guān)鍵字修飾的，是類對(duì)象，思考一下如果不是類對(duì)象會(huì)怎么樣？那就是連環(huán)鎖了（看圖）。