synchronized的缺陷

我们知道，可以利用synchronized关键字来实现共享资源的互斥访问。Java 5在java.util.concurrent.locks包下提供了另一种来实现线程的同步访问，那就是Lock。既然有了synchronized来实现线程同步，Java为什么还需要提供Lock呢？

synchronized是Java的一个关键字，当我们使用synchronized来修饰方法或代码块时，线程必须先获得对应的锁才能执行该段代码。而其他线程只能一直等待，直到当前线程释放锁并获得对应的锁才能进入该段代码。这里获取锁的线程释放锁只会有两种情况：

获取锁的线程执行完该段代码，线程会释放占有的锁；
线程执行发生异常，此时JVM会让线程自动释放锁。

那么如果这个占有锁的线程由于等待IO或其他原因（比如调用sleep方法）被阻塞，但是还没有释放锁，那么其他线程只能干巴巴的等着，试想这多么影响程序的执行效率。

当多个线程同时读写文件是，我们知道读操作和写操作会发生冲突，写操作和写操作也会发生冲突，但是读操作和读操作之间不会冲突。synchronized关键字对一段代码加锁，所有的线程必须先获得对应的锁才有该代码段的执行权限。如果多个线程同时进行读操作时，使用synchronized关键字会导致在任何时刻只有一个线程读，其他线程等待，大大降低执行效率。

Lock可以对以上种种情况作优化，提供更好的执行效率。另外，Lock方便了对锁的管理，可以自由的加锁和释放锁，还可以判断有没有成功获取锁。但是在使用Lock时要注意，Lock需要开发者手动去释放锁，如果没有主动释放锁，就要可能导致死锁出现。建议在finally语句块中释放Lock锁。

concurrent.locks包下常用类

1. Lock

首先要说明的是Lock，它是一个接口：

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

lock()方法用来获取锁。
tryLock()尝试获取锁，如果成功则返回true，失败返回false（其他线程已占有锁）。这个方法会立即返回，在拿不到锁时也不会等待。
tryLock(long time, TimeUnit unit)方法和tryLock()方法类似，只不过在拿不到锁时等待一定的时间，如果超过等待时间还拿不到锁就返回false。
lockInterruptibly()方法比较特殊，当通过这个方法获取锁时，如果该线程正在等待获取锁，则它能够响应中断。也就是说，当两个线程同时通过lockInterruptibly()获取某个锁时，假如线程A获得了锁，而线程B仍在等待获取锁，那么对线程B调用interrupt()方法可以中断B的等待过程。

// lock()的使用
Lock lock = ...;
lock.lock();
try{
//处理任务
}catch(Exception ex){
}finally{
lock.unlock(); //释放锁
}

// tryLock()的使用
Lock lock = ...;
if(lock.tryLock()) {
try{
//处理任务
}catch(Exception ex){
}finally{
lock.unlock(); //释放锁
}
}else {
//如果不能获取锁，则直接做其他事情
}

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

使用synchronized关键字，当线程处于等待锁的状态时，是无法被中断的，只能一直等待。

2.ReentrantLock

ReentrantLock是可重入锁。如果所具备可重入性，则称为可重入锁，synchronized可ReentrantLock都是可重入锁。可重入锁也叫递归锁，当一个线程已经获得该代码块的锁时，再次进入该代码块不必重新申请锁，可以直接执行。

例1， lock()的使用方法：

public class Test {
private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
private Lock lock = new ReentrantLock(); //注意这个地方
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()+"得到了锁");
for(int i=0;i<5;i++) {
arrayList.add(i);
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}finally {
System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
lock.unlock();
}
}
}

例2， lockInterruptibly()响应中断的使用方法：

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，如果需要正确中断等待锁的线程，必须将获取锁放在外面，然后将InterruptedException抛出
try {
System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
long startTime = System.currentTimeMillis();
for( ; ;) {
if(System.currentTimeMillis() - startTime >= Integer.MAX_VALUE)
break;
//插入数据
}
}
finally {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行finally");
lock.unlock();
System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
}
}
}
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()+"被中断");
}
}
}

3. ReadWriteLock

ReadWriteLock也是一个接口，它只定义了两个方法：

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

readLock()用来获取读锁，writeLock()用来获取写锁。也就是将文件的读写操作分开，分成两个锁来分配给线程，从而使多个线程可以同时进行读操作。ReentrantReadWriteLock是它的实现类。

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()+"正在进行读操作");
}
System.out.println(thread.getName()+"读操作完毕");
} finally {
rwl.readLock().unlock();
}
}
}

巴特西

ConCurrent并发包 - Lock详解（转）

synchronized的缺陷

concurrent.locks包下常用类

最新文章

热门文章