JAVA 锁工具包

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gulaotou 2024-10-15 09:18:02

文章标签 JAVA 锁工具包 java 多线程 User 线程池 文章分类 Java 后端开发

Java线程：新特征-锁（上）

在Java5中，专门提供了锁对象，利用锁可以方便的实现资源的封锁，用来控制对竞争资源并发访问的控制，这些内容主要集中在java.util.concurrent.locks包下面，里面有三个重要的接口Condition、Lock、ReadWriteLock。

Condition将Object监视器方法（wait、notify和 notifyAll）分解成截然不同的对象，以便通过将这些对象与任意Lock实现组合使用，为每个对象提供多个等待 set（wait-set）。
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。
ReadWriteLock维护了一对相关的锁定，一个用于只读操作，另一个用于写入操作。

举个例子：

import java.util.concurrent.ExecutorService;  
import java.util.concurrent.Executors;  
import java.util.concurrent.locks.Lock;  
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;  
   
/** 
 * Java线程：线程池-锁 
 */  
public class Test {  
    public static void main(String[] args){  
       //创建并发访问的账户  
       MyCount myCount=new MyCount("6215580000000000000",10000);  
       //创建一个锁对象  
       Lock lock=new ReentrantLock();  
       //创建一个线程池  
       ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();  
       //创建一些并发访问用户，一个信用卡，存的存，取的取  
       User u1 = new User("张三", myCount, -4000, lock);  
        User u2 = new User("张三他爹", myCount, 6000, lock);  
        User u3 = new User("张三他弟", myCount, -8000, lock);  
        User u4 = new User("张三", myCount, 800, lock);  
        //在线程池中执行各个用户的操作  
        pool.execute(u1);  
        pool.execute(u2);  
        pool.execute(u3);  
        pool.execute(u4);  
        //关闭线程池  
        pool.shutdown();  
    }  
}  
//信用卡用户  
class User implements Runnable{  
     private String name;                //用户名  
     private MyCount myCount;        //所要操作的账户  
     private int iocash;                //操作的金额，当然有正负之分了  
     private Lock myLock;                //执行操作所需的锁对象  
     User(String name, MyCount myCount, int iocash, LockmyLock) {  
         this.name = name;  
         this.myCount = myCount;  
         this.iocash = iocash;  
         this.myLock = myLock;  
 }  
    @Override  
    public void run() {  
       //获取锁  
        myLock.lock();  
        //执行现金业务  
        System.out.println(name + "正在操作" + myCount +"账户，金额为" + iocash +"，当前金额为" + myCount.getCash());  
        myCount.setCash(myCount.getCash() + iocash);  
        System.out.println(name + "操作" + myCount +"账户成功，金额为" + iocash +"，当前金额为" + myCount.getCash());  
        //释放锁，否则别的线程没有机会执行了  
        myLock.unlock();  
    }    
}  
//信用卡账户，可随意透支  
class MyCount {  
    private String oid;        //账号  
    private int cash;            //账户余额  
    MyCount(String oid, int cash) {  
       this.oid = oid;  
       this.cash = cash;  
    }  
    public String getOid() {  
       return oid;  
    }  
    public void setOid(String oid) {  
       this.oid = oid;  
    }  
    public int getCash() {  
       return cash;  
    }  
    public void setCash(int cash) {  
       this.cash = cash;  
    }  
    @Override  
    public String toString() {  
            return"MyCount{" +  
                            "oid='" + oid + '\'' +  
                            ", cash=" + cash +  
                            '}';  
    }  
}

执行结果：

张三他爹正在操作MyCount{oid='6215580000000000000', cash=10000}账户，金额为6000，当前金额为10000  
张三他爹操作MyCount{oid='6215580000000000000', cash=16000}账户成功，金额为6000，当前金额为16000  
张三正在操作MyCount{oid='6215580000000000000', cash=16000}账户，金额为800，当前金额为16000  
张三操作MyCount{oid='6215580000000000000',cash=16800}账户成功，金额为800，当前金额为16800  
张三正在操作MyCount{oid='6215580000000000000', cash=16800}账户，金额为-4000，当前金额为16800  
张三操作MyCount{oid='6215580000000000000',cash=12800}账户成功，金额为-4000，当前金额为12800  
张三他弟正在操作MyCount{oid='6215580000000000000', cash=12800}账户，金额为-8000，当前金额为12800  
张三他弟操作MyCount{oid='6215580000000000000', cash=4800}账户成功，金额为-8000，当前金额为4800

从上面的输出可以看到，利用锁对象太方便了，比直接在某个不知情的对象上用锁清晰多了。

但一定要注意的是，在获取了锁对象后，用完后应该尽快释放锁，以便别的等待该锁的线程有机会去执行

Java线程：新特征-锁（下）

在上面提到了Lock接口以及对象，使用它，很优雅的控制了竞争资源的安全访问，但是这种锁不区分读写，称这种锁为普通锁。为了提高性能，Java提供了读写锁，在读的地方使用读锁，在写的地方使用写锁，灵活控制，在一定程度上提高了程序的执行效率。

Java中读写锁有个接口java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock，也有具体的实现ReentrantReadWriteLock，详细的API可以查看JavaAPI文档。

下面这个例子是在文例子的基础上，将普通锁改为读写锁，并添加账户余额查询的功能，代码如下：

import java.util.concurrent.ExecutorService;  
import java.util.concurrent.Executors;  
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;  
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;  
   
/** 
 * Java线程：线程池-锁 
 */  
public class Test {  
    public static void main(String[] args){  
       //创建并发访问的账户  
       MyCount myCount=new MyCount("6215580000000000000",10000);  
       //创建一个锁对象  
       ReadWriteLock lock=new ReentrantReadWriteLock(false);  
       //创建一个线程池  
       ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();  
       //创建一些并发访问用户，一个信用卡，存的存，取的取  
       User u1 = new User("张三", myCount, -4000, lock, false);  
        User u2 = new User("张三他爹", myCount, 6000, lock, false);  
        User u3 = new User("张三他弟", myCount, -8000, lock, false);  
        User u4 = new User("张三", myCount, 800, lock,false);  
        User u5 = new User("张三他爹", myCount, 0, lock,true);  
        //在线程池中执行各个用户的操作  
        pool.execute(u1);  
        pool.execute(u2);  
        pool.execute(u3);  
        pool.execute(u4);  
        pool.execute(u5);  
        //关闭线程池  
        pool.shutdown();  
    }  
}  
//信用卡用户  
class User implements Runnable{  
    private String name;                //用户名  
    private MyCount myCount;        //所要操作的账户  
    private int iocash;                //操作的金额，当然有正负之分了  
    private ReadWriteLock myLock;                //执行操作所需的锁对象  
    private boolean ischeck;       //是否查询  
    User(String name, MyCount myCount, int iocash,ReadWriteLock myLock,boolean ischeck) {  
        this.name = name;  
        this.myCount = myCount;  
        this.iocash = iocash;  
        this.myLock = myLock;  
        this.ischeck = ischeck;  
}  
    @Override  
    public void run() {  
       if (ischeck) {  
            //获取读锁  
            myLock.readLock().lock();  
            System.out.println("读：" + name +"正在查询" + myCount +"账户，当前金额为" + myCount.getCash());  
            //释放读锁  
            myLock.readLock().unlock();  
       } else {  
            //获取写锁  
            myLock.writeLock().lock();  
            //执行现金业务  
            System.out.println("写：" + name +"正在操作" + myCount +"账户，金额为" + iocash +"，当前金额为" + myCount.getCash());  
           myCount.setCash(myCount.getCash() + iocash);  
            System.out.println("写：" + name +"操作" + myCount +"账户成功，金额为" + iocash +"，当前金额为" + myCount.getCash());  
            //释放写锁  
            myLock.writeLock().unlock();  
       }  
    }    
}  
//信用卡账户，可随意透支  
class MyCount {  
    private String oid;        //账号  
    private int cash;            //账户余额  
    MyCount(String oid, int cash) {  
       this.oid = oid;  
       this.cash = cash;  
    }  
    public String getOid() {  
       return oid;  
    }  
    public void setOid(String oid) {  
       this.oid = oid;  
    }  
    public int getCash() {  
       return cash;  
    }  
    public void setCash(int cash) {  
       this.cash = cash;  
    }  
    @Override  
    public String toString() {  
            return"MyCount{" +  
                            "oid='" + oid + '\'' +  
                            ",cash=" + cash +  
                            '}';  
    }  
}

执行结果：

写：张三他爹正在操作MyCount{oid='6215580000000000000', cash=10000}账户，金额为6000，当前金额为10000  
写：张三他爹操作MyCount{oid='6215580000000000000', cash=16000}账户成功，金额为6000，当前金额为16000  
写：张三正在操作MyCount{oid='6215580000000000000', cash=16000}账户，金额为-4000，当前金额为16000  
写：张三操作MyCount{oid='6215580000000000000', cash=12000}账户成功，金额为-4000，当前金额为12000  
写：张三他弟正在操作MyCount{oid='6215580000000000000', cash=12000}账户，金额为-8000，当前金额为12000  
写：张三他弟操作MyCount{oid='6215580000000000000', cash=4000}账户成功，金额为-8000，当前金额为4000  
读：张三他爹正在查询MyCount{oid='6215580000000000000', cash=4000}账户，当前金额为4000  
写：张三正在操作MyCount{oid='6215580000000000000', cash=4000}账户，金额为800，当前金额为4000  
写：张三操作MyCount{oid='6215580000000000000', cash=4800}账户成功，金额为800，当前金额为4800

在实际开发中，最好在能用读写锁的情况下使用读写锁，而不要用普通锁，以求更好的性能。

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