一、對(duì)象鎖juc.locks包

在Java中除了synchronized關(guān)鍵字可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象鎖之外，java.util.concurrent中的Lock接口也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象鎖。

介紹一下這個(gè)lock鎖的簡(jiǎn)要實(shí)現(xiàn)：

• JDK1.0就有的，需要JVM借助操作系統(tǒng)提供的mutex系統(tǒng)原語(yǔ)實(shí)現(xiàn)
• JDK1.5之后，Java語(yǔ)言自己實(shí)現(xiàn)的互斥鎖實(shí)現(xiàn)，不需要借助操作系統(tǒng)的monitor機(jī)制。

注：使用Lock接口需要顯式的進(jìn)行加鎖和解鎖操作。

我們可以使用Lock接口的實(shí)現(xiàn)子類(lèi)ReentrantLock來(lái)進(jìn)行加鎖解鎖：

ReentrantLock 可重入互斥鎖. 和 synchronized 定位類(lèi)似, 都是用來(lái)實(shí)現(xiàn)互斥效果, 保證線(xiàn)程安全.

ReentrantLock 的用法:

• lock(): 加鎖，獲取鎖失敗的線(xiàn)程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，直到其他線(xiàn)程釋放鎖，再次競(jìng)爭(zhēng)，死等。
• trylock(超時(shí)時(shí)間): 加鎖, 獲取鎖失敗的線(xiàn)程進(jìn)入阻塞態(tài)，等待一段時(shí)間，時(shí)間過(guò)了若還未獲取到鎖恢復(fù)執(zhí)行，放棄加鎖，執(zhí)行其他代碼
• unlock(): 解鎖

synchronized和lock的區(qū)別：

synchronized 是Java的關(guān)鍵字, 由 JVM 實(shí)現(xiàn)，需要依賴(lài)操作系統(tǒng)提供的線(xiàn)程互斥原語(yǔ)（mutex），而Lock標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的類(lèi)和接口，其中一個(gè)最常用的子類(lèi)（ ReentrantLock ，可重入鎖），由Java本身實(shí)現(xiàn)的，不需要依賴(lài)操作系統(tǒng)。

synchronized 隱式的加鎖和解鎖，lock需要顯示進(jìn)行加鎖和解鎖

synchronized 在獲取鎖失敗的線(xiàn)程時(shí)，死等；lock可以使用trylock等待一段時(shí)間之后自動(dòng)放棄加鎖，線(xiàn)程恢復(fù)執(zhí)行

synchronized 是非公平鎖, ReentrantLock 默認(rèn)是非公平鎖. 可以通過(guò)構(gòu)造方法傳入一個(gè) true 開(kāi)啟公平鎖模式.

synchronized不支持讀寫(xiě)鎖，Lock子類(lèi)ReentrantReadWriteLock支持讀寫(xiě)鎖。

更強(qiáng)大的喚醒機(jī)制. synchronized 是通過(guò) Object 的 wait / notify 實(shí)現(xiàn)等待-喚醒. 每次喚醒的是一個(gè)隨機(jī)等待的線(xiàn)程.ReentrantLock搭配 Condition 類(lèi)實(shí)現(xiàn)等待-喚醒, 可以更精確控制喚醒某個(gè)指定的線(xiàn)程

小結(jié)：

一般場(chǎng)景synchronized足夠用了，需要用超時(shí)等待鎖，公平鎖，讀寫(xiě)鎖再考慮使用juc.lock

如何選擇使用哪個(gè)鎖?

• 鎖競(jìng)爭(zhēng)不激烈的時(shí)候, 使用 synchronized, 效率更高, 自動(dòng)釋放更方便.
• 鎖競(jìng)爭(zhēng)激烈的時(shí)候, 使用 ReentrantLock, 搭配 trylock 更靈活控制加鎖的行為, 而不是死等.
• 如果需要使用公平鎖, 使用 ReentrantLock.

二、原子類(lèi)

原子類(lèi)內(nèi)部用的是 CAS 實(shí)現(xiàn)，所以性能要比加鎖實(shí)現(xiàn) i++ 高很多。原子類(lèi)有以下幾個(gè)：

• AtomicBoolean
• AtomicInteger
• AtomicIntegerArray
• AtomicLong
• AtomicReference
• AtomicStampedReference

以 AtomicInteger 舉例，常見(jiàn)方法有：

addAndGet(int delta);   i += delta;
decrementAndGet(); --i;
getAndDecrement(); i--;
incrementAndGet(); ++i;
getAndIncrement(); i++;

三、四個(gè)常用工具類(lèi)

juc包下一共有四個(gè)常用工具類(lèi)：

• 信號(hào)量 - Semaphore
• 計(jì)數(shù)器 - CountDownLatch
• 循環(huán)柵欄 - CyclicBarrier
• 兩個(gè)線(xiàn)程之間的交換器 - Exchanger

3.1 信號(hào)量 Semaphore

信號(hào)量Semaphore就是一個(gè)計(jì)數(shù)器，表示當(dāng)前可用資源的個(gè)數(shù)

關(guān)于信號(hào)量Semaphore有兩個(gè)核心操作：

• P - 申請(qǐng)資源操作
• V - 釋放資源操作

Semaphore 的PV加減操作都是原子性的，再多線(xiàn)程場(chǎng)景下可以直接使用

public static void main(String[] args) {
        // 在構(gòu)造參數(shù)傳入可用資源的個(gè)數(shù)
        // 可用資源為6個(gè)
        Semaphore semaphore = new Semaphore(6);
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "準(zhǔn)備申請(qǐng)資源");
                    // P操作,每次申請(qǐng)兩個(gè)資源
                    semaphore.acquire(2);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "獲取資源成功");
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "釋放資源");
                    // V操作，默認(rèn)釋放一個(gè)占有的資源
                    semaphore.release(2);
                }catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            Thread t = new Thread(runnable,String.valueOf(i + 1));
            t.start();
        }
    }

3.2 CountDownLatch

有點(diǎn)類(lèi)似于大號(hào)的join方法

調(diào)用await方法的線(xiàn)程需要等待其他線(xiàn)程將計(jì)數(shù)器減為0才能繼續(xù)恢復(fù)執(zhí)行。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 等待線(xiàn)程需要等待的線(xiàn)程數(shù)，必須等這10個(gè)子線(xiàn)程全部執(zhí)行完畢再恢復(fù)執(zhí)行
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "到達(dá)終點(diǎn)");
                    // 計(jì)數(shù)器 - 1
                    latch.countDown();
                }catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Thread t = new Thread(runnable,"運(yùn)動(dòng)員" + i + 1);
            t.start();
        }
        // main線(xiàn)程就是裁判線(xiàn)程，需要等待所有運(yùn)動(dòng)員到底終點(diǎn)再恢復(fù)執(zhí)行
        // 直到所有線(xiàn)程調(diào)用countdown方法將計(jì)數(shù)器減為0繼續(xù)執(zhí)行
        latch.await();
        System.out.println("比賽結(jié)束~最終獲勝的是鵬哥，有請(qǐng)冠軍給大家高歌一首~");
    }

總結(jié)

至于CyclicBarrier和Exchanger在本篇就不多介紹，讀者可以自行查閱一下官方文檔進(jìn)行仔細(xì)的學(xué)習(xí)~如果有問(wèn)題可以私信博主，別忘了點(diǎn)贊收藏+關(guān)注哦！

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