锁的常见概念
- 互斥: 同一时刻只有一个线程执行
- 临界区:一段需要互斥执行的代码
- 细粒度锁: 用不同的锁对受保护资源进行精细化管理。 细粒度锁可以提高并行度,是性能优化的一个重要手段
- 死锁 :一组互相竞争资源的线程因互相等待,导致“永久”阻塞的现象 。
synchronized
Java编译器会在synchronized修饰的方法或代码块前后自动加上加锁lock()和解锁unlock(),这样做的好处就是加锁lock()和解锁unlock()一定 是成对出现的,毕竟忘记解锁unlock()可是个致命的Bug(意味着其他线程只能死等下去了)。
修饰静态方法:
修饰非静态方法:
如何用一把锁保护多个资源
受保护资源和锁之间合理的关联关系应该是N:1的关系,也就是说可以用一把锁来保护多个资源,但是不能用多把锁来保护一个资源,
使用锁的正确姿势
依转账业务作为示例
示例一:
示例二:
这样的话转账操作就成了串行的了,正常的逻辑应该只锁转入账号和被转入账户;不影响其他的转账操作。稍作改造:
示例三:
这个方法虽然能够解决问题,但是它要求创建Account对象的时候必须传入同一个对象,
还有就是传递对象过于麻烦,写法繁琐缺乏可行性。
示例四:
用Account.class作为共享的锁,锁定的范围太大。 Account.class是所有Account对象共享的,而且这个对象是Java虚拟机在加载Account类的时候创建的,所以我们不用担心它的唯一性。使用Account.class作为共享的锁,我们就无需在创建Account对象时传入了。
这样新的问题就出来了虽然用Account.class作为互斥锁,来解决银行业务里面的转账问题,虽然这个方案不存在 并发问题,但是所有账户的转账操作都是串行的,例如账户A转账户B、账户C转账户D这两个转账操作现实 世界里是可以并行的,但是在这个方案里却被串行化了,这样的话,性能太差。所以如果考虑并发量这种方法也不行的
正确的写法是这样的(使用细粒度锁):
示例五:
我们试想在古代,没有信息化,账户的存在形式真的就是一个账本,而且每个账户都有一个账本,这些账本 都统一存放在文件架上。银行柜员在给我们做**转账时,要去文件架上把转出账本和转入账本都拿到手,然后做转账。**这个柜员在拿账本的时候可能遇到以下三种情况:
- 文件架上恰好有转出账本和转入账本,那就同时拿走;
- 如果文件架上只有转出账本和转入账本之一,那这个柜员就先把文件架上有的账本拿到手,同时等着其 他柜员把另外一个账本送回来;
- 转出账本和转入账本都没有,那这个柜员就等着两个账本都被送回来。
细粒度锁有可能会出现死锁
- 死锁 :一组互相竞争资源的线程因互相等待,导致“永久”阻塞的现象 。
- 两个线程彼此拿着对方的资源都不释放就会导致死锁,
- 使用细粒度锁可能会导致死锁
如果有客户找柜员张三做个转账业务:账户 A转账户B 100元,此时另一个客户找柜员李四也做个转账业务:账户B转账户A 100元,于是张三和李四同时都去文件架上拿账本,这时候有可能凑巧张三拿到了账本A,李四拿到了账本B。张三拿到账本A后就等着 账本B(账本B已经被李四拿走),而李四拿到账本B后就等着账本A(账本A已经被张三拿走),他们要等 多久呢?他们会永远等待下去…因为张三不会把账本A送回去,李四也不会把账本B送回去。我们姑且称为死等吧。
如何避免死锁
- 互斥,共享资源X和Y只能被一个线程占用;
- 占有且等待,线程T1已经取得共享资源X,在等待共享资源Y的时候,不释放共享资源x;
- 不可抢占,其他线程不能强行抢占线程T1占有的资源;
- 循环等待,线程1等待线程T2占有的资源,线程T2等待线程T1占有的资源,就是循环等待。
只要破坏其中一个就可以避免死锁
等待-通知机制
用synchronized实现等待-通知机制
- synchronized 配合wait(),notif(),notifyAll()这三个方法能够轻松实现.
- wait(): 当前线程释放锁,进入阻塞状态
- notif(),notifAll(): 通知阻塞的线程有可以继续执行,线程进入可执行状态
- notif()是会随机地地通知等待队歹一个线程
- notifyAll()会通知等待队列中的所有线程,建议使用notifAll()
wait与sleep区别:
sleep是Object的中的方法,wait是Thread中的方法
wait会释放锁,sleep不会释放锁
wait需要用notif唤醒,sleep设置时间,时间到了唤醒
wait无需捕获异常,而sleep需要
wait(): 当前线程进入阻塞