synchronized Lock用法
在介绍Lock与synchronized时,先介绍下Lock:
public interface Lock { void lock(); void lockInterruptibly() throws InterruptedException; boolean tryLock(); boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException; void unlock(); Condition newCondition();
}
如上可知,Lock是一个接口,synchronized是Java内置的关键字。Lock
实现提供了比使用 synchronized
方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。此实现允许更灵活的结构,可以具有差别很大的属性,可以支持多个相关的 Condition
对象。
下面是我的另一篇关于缓存的实现,使用ReadWriteLock实现,如下:
package com.charles.utils; import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; public class CharlesCache { private Map<String, Object> data = new HashMap<String, Object>();
private ReentrantReadWriteLock rwlock = new ReentrantReadWriteLock(); public static void main(String[] args) { CharlesCache cache = new CharlesCache(); int i=0;
//define 3 threads to load data;
final int NUM= 3;
while(i++ < NUM){
new Thread(new Runnable(){ @Override
public void run() {
while(true){
String key = Thread.currentThread().getName();
Object value = cache.getCachedData(key);
System.out.println(value+", "+key);
try{
Thread.sleep(2000);
}catch(InterruptedException e){ }
}
} }).start();
} } public Object getCachedData(String key) { rwlock.readLock().lock();
Object value = null;
try {
value = data.get(key);
if (null != value) {
return value;
} else {
/*
* Here, no data to get, Must release read lock before acquiring
* write lock to load data from somewhere like database.
*/
rwlock.readLock().unlock();
rwlock.writeLock().lock();
/*
* Recheck state because another thread might have acquired
* write lock and changed state before we did.
*/
try {
if (null == value) {
value = loadDataFromDB(key);
data.put(key, value);// put value into cache
}
// Downgrade by acquiring read lock before releasing write lock
rwlock.readLock().lock();
} finally {
rwlock.writeLock().unlock(); // Unlock write, still hold
// read
} }
} finally {
rwlock.readLock().unlock();
} return value;
} private Object loadDataFromDB(String key) {
Object value = null;
// need to be implemented...
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" acquiring data..");
value = "Hello";
return value;
}
}
锁是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。通常,锁提供了对共享资源的独占访问。一次只能有一个线程获得锁,对共享资源的所有访问都需要首先获得锁。不过,某些锁可能允许对共享资源并发访问,如 ReadWriteLock
的读取锁。
synchronized
方法或语句的使用提供了对与每个对象相关的隐式监视器锁的访问,但却强制所有锁获取和释放均要出现在一个块结构中:当获取了多个锁时,它们必须以相反的顺序释放,且必须在与所有锁被获取时相同的词法范围内释放所有锁。
虽然 synchronized
方法和语句的范围机制使得使用监视器锁编程方便了很多,而且还帮助避免了很多涉及到锁的常见编程错误,但有时也需要以更为灵活的方式使用锁。例如,某些遍历并发访问的数据结果的算法要求使用 "hand-over-hand" 或 "chain locking":获取节点 A 的锁,然后再获取节点 B 的锁,然后释放 A 并获取 C,然后释放 B 并获取 D,依此类推。Lock
接口的实现允许锁在不同的作用范围内获取和释放,并允许以任何顺序获取和释放多个锁,从而支持使用这种技术。
随着灵活性的增加,也带来了更多的责任。不使用块结构锁就失去了使用 synchronized
方法和语句时会出现的锁自动释放功能。在大多数情况下,应该使用以下语句:
Lock l = ...;
l.lock();
try {
// access the resource protected by this lock
} finally {
l.unlock();
}
锁定和取消锁定出现在不同作用范围中时,必须谨慎地确保保持锁定时所执行的所有代码用 try-finally 或 try-catch 加以保护,以确保在必要时释放锁。
Lock
实现提供了使用 synchronized
方法和语句所没有的其他功能,包括提供了一个非块结构的获取锁尝试 (tryLock()
)、一个获取可中断锁的尝试 (lockInterruptibly()
) 和一个获取超时失效锁的尝试 (tryLock(long, TimeUnit)
)。
Lock
类还可以提供与隐式监视器锁完全不同的行为和语义,如保证排序、非重入用法或死锁检测。如果某个实现提供了这样特殊的语义,则该实现必须对这些语义加以记录。
注意,Lock
实例只是普通的对象,其本身可以在 synchronized
语句中作为目标使用。获取 Lock
实例的监视器锁与调用该实例的任何 lock()
方法没有特别的关系。为了避免混淆,建议除了在其自身的实现中之外,决不要以这种方式使用 Lock
实例。
除非另有说明,否则为任何参数传递 null
值都将导致抛出 NullPointerException
。
内存同步
所有 Lock
实现都必须 实施与内置监视器锁提供的相同内存同步语义,如 The Java Language Specification, Third Edition (17.4 Memory Model) 中所描述的:
- 成功的
lock
操作与成功的 Lock 操作具有同样的内存同步效应。 - 成功的
unlock
操作与成功的 Unlock 操作具有同样的内存同步效应。
不成功的锁定与取消锁定操作以及重入锁定/取消锁定操作都不需要任何内存同步效果。
实现注意事项
三种形式的锁获取(可中断、不可中断和定时)在其性能特征、排序保证或其他实现质量上可能会有所不同。而且,对于给定的 Lock
类,可能没有中断正在进行的 锁获取的能力。因此,并不要求实现为所有三种形式的锁获取定义相同的保证或语义,也不要求其支持中断正在进行的锁获取。实现必需清楚地对每个锁定方法所提供的语义和保证进行记录。还必须遵守此接口中定义的中断语义,以便为锁获取中断提供支持:完全支持中断,或仅在进入方法时支持中断。
由于中断通常意味着取消,而通常又很少进行中断检查,因此,相对于普通方法返回而言,实现可能更喜欢响应某个中断。即使出现在另一个操作后的中断可能会释放线程锁时也是如此。实现应记录此行为。
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