本篇內(nèi)容介紹了“Java中的鎖實(shí)現(xiàn)原理及優(yōu)缺點(diǎn)”的有關(guān)知識,在實(shí)際案例的操作過程中,不少人都會遇到這樣的困境,接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧!希望大家仔細(xì)閱讀,能夠?qū)W有所成!
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方法簽名 | 描述 |
---|---|
void lock(); | 獲取鎖(不死不休) |
boolean tryLock(); | 獲取鎖(淺嘗輒止) |
boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException; | 獲取鎖(過時不候) |
void lockInterruptibly() throws InterruptedException; | 獲取鎖(任人擺布) |
void unlock(); | 釋放鎖 |
Condition newCondition(); |
代碼示例:
public class GetLockDemo { // 公平鎖 // static Lock lock =new ReentrantLock(true); // 非公平鎖 static Lock lock = new ReentrantLock(); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 主線程 拿到鎖 lock.lock(); Thread thread = new Thread( () -> { // 子線程 獲取鎖(不死不休) System.out.println("begain to get lock..."); lock.lock(); System.out.println("succeed to get lock..."); // // 子線程 獲取鎖(淺嘗輒止) // boolean result = lock.tryLock(); // System.out.println("是否獲得到鎖:" + result); // // // 子線程 獲取鎖(過時不候) // try { // boolean result1 = lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS); // System.out.println("是否獲得到鎖:" + result1); // } catch (InterruptedException e) { // e.printStackTrace(); // } // // // 子線程 獲取鎖(任人擺布) // try { // System.out.println("start to get lock Interruptibly"); // lock.lockInterruptibly(); // } catch (InterruptedException e) { // e.printStackTrace(); // System.out.println("dad asked me to stop..."); // } }); thread.start(); Thread.sleep(10000L); lock.unlock(); } }
結(jié)論:
lock() 最常用
lockInterruptibly() 方法一般更昂貴,有的實(shí)現(xiàn)類可能沒有實(shí)現(xiàn) lockInterruptible() 方法。只有真的需要用中斷時,才使用,使用前應(yīng)看清實(shí)現(xiàn)類對該方法的描述。
Object中的wait(), notify(), notifyAll()方法是和synchronized配合使用的可以喚醒一個或者多個線程。Condition是需要與Lock配合使用的,提供多個等待集合和更精確的控制(底層是park/unpark機(jī)制); | 協(xié)作方式 | 死鎖方式1 (鎖) | 死鎖方式2(先喚醒,再掛起)| 備注 | | ---- | ---- | ---- |---- | | suspend/resume | 死鎖 | 死鎖 | 棄用 | | wait/notify | 不死鎖 | 死鎖 | 只用于synchronized關(guān)鍵字 | | park/unpark | 死鎖 | 不死鎖 | | | condition | 不死鎖 | 死鎖 | |
condition代碼示例:
public class ConditionDemo { static Lock lock = new ReentrantLock(); static Condition condition = lock.newCondition(); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread thread = new Thread( () -> { lock.lock(); System.out.println("condition.await()"); try { condition.await(); System.out.println("here i am..."); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); } }); thread.start(); Thread.sleep(2000L); lock.lock(); condition.signalAll(); lock.unlock(); } }
ReentrantLock是可重入鎖,同一線程可以多次獲取到鎖
ReentrantLock需要一個owner用來標(biāo)記那個線程獲取到了鎖,一個count用來記錄加鎖的次數(shù)和一個waiters等待隊(duì)列用來存放沒有搶到鎖的線程列表
當(dāng)有線程進(jìn)來時,會先判斷count的值,如果count為0說明鎖沒有被占用
然后通過CAS操作進(jìn)行搶鎖
如果搶到鎖則count的值會加1,同時將owner設(shè)置為當(dāng)前線程的引用
如果count不為0同時owner指向當(dāng)前線程的引用,則將count的值加1
如果count不為0同時owner指向的不是當(dāng)前線程的引用,則將線程放入等待隊(duì)列waiters中
如果CAS搶鎖失敗,則將線程放入等待隊(duì)列waiters中
當(dāng)線程使用完鎖后,會釋放其持有的鎖,釋放鎖時會將count的值減1,如果count值為0則將owner設(shè)為null
如果count值不為0則會喚醒等待隊(duì)列頭部的線程進(jìn)行搶鎖
手動實(shí)現(xiàn)ReentrantLock代碼示例:
public class MyReentrantLock implements Lock { // 標(biāo)記重入次數(shù)的count值 private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); // 鎖的擁有者 private AtomicReferenceowner = new AtomicReference<>(); // 等待隊(duì)列 private LinkedBlockingDeque waiters = new LinkedBlockingDeque<>(); @Override public boolean tryLock() { // 判斷count是否為0,若count!=0,說明鎖被占用 int ct = count.get(); if (ct != 0) { // 判斷鎖是否被當(dāng)前線程占用,若被當(dāng)前線程占用,做重入操作,count+=1 if (owner.get() == Thread.currentThread()) { count.set(ct + 1); return true; } else { // 若不是當(dāng)前線程占用,互斥,搶鎖失敗,return false return false; } } else { // 若count=0, 說明鎖未被占用,通過CAS(0,1) 來搶鎖 if (count.compareAndSet(ct, ct + 1)) { // 若搶鎖成功,設(shè)置owner為當(dāng)前線程的引用 owner.set(Thread.currentThread()); return true; } else { return false; } } } @Override public void lock() { // 嘗試搶鎖 if (!tryLock()) { // 如果失敗,進(jìn)入等待隊(duì)列 waiters.offer(Thread.currentThread()); // 自旋 for (; ; ) { // 判斷是否是隊(duì)列頭部,如果是 Thread head = waiters.peek(); if (head == Thread.currentThread()) { // 再次嘗試搶鎖 if (!tryLock()) { // 若搶鎖失敗,掛起線程,繼續(xù)等待 LockSupport.park(); } else { // 若成功,就出隊(duì)列 waiters.poll(); return; } } else { // 如果不是隊(duì)列頭部,就掛起線程 LockSupport.park(); } } } } public boolean tryUnlock() { // 判斷,是否是當(dāng)前線程占有鎖,若不是,拋異常 if (owner.get() != Thread.currentThread()) { throw new IllegalMonitorStateException(); } else { // 如果是,就將count-1 若count變?yōu)? ,則解鎖成功 int ct = count.get(); int nextc = ct - 1; count.set(nextc); // 判斷count值是否為0 if (nextc == 0) { owner.compareAndSet(Thread.currentThread(), null); return true; } else { return false; } } } @Override public void unlock() { // 嘗試釋放鎖 if (tryUnlock()) { // 獲取隊(duì)列頭部, 如果不為null則將其喚醒 Thread thread = waiters.peek(); if (thread != null) { LockSupport.unpark(thread); } } } @Override public boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException { return false; } @Override public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {} @Override public Condition newCondition() { return null; } }
synchronized: 優(yōu)點(diǎn):
使用簡單,語義清晰,哪里需要點(diǎn)哪里
由JVM提供,提供了多種優(yōu)化方案(鎖粗化,鎖消除,偏向鎖,輕量級鎖)
鎖的釋放由虛擬機(jī)完成,不用人工干預(yù),降低了死鎖的可能性
缺點(diǎn):悲觀的排他鎖,無法實(shí)現(xiàn)鎖的高級功能如公平鎖,讀寫鎖等
Lock: 優(yōu)點(diǎn):可以實(shí)現(xiàn)synchronized無法實(shí)現(xiàn)的鎖的高級功能如公平鎖,讀寫鎖等,同時還可以實(shí)現(xiàn)更多的功能
缺點(diǎn):需手動釋放鎖unlock,使用不當(dāng)容易造成死鎖
結(jié)論: 兩者都是可重入鎖,synchronized可以類比為傻瓜相機(jī),提供了固定的功能,而Lock可以類比為單方,可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)所需的功能
“Java中的鎖實(shí)現(xiàn)原理及優(yōu)缺點(diǎn)”的內(nèi)容就介紹到這里了,感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識可以關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站,小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章!