文章目录
- 叙述
- Synchronize和ReentrantLock
- 相似点
- 区别
- 1. API层面
- 2. 等待可中断
- 3. 公平锁
- 4. 锁绑定多个条件
- 实现原理
- Synchronize在编译时如何实现锁机制
- ReentrantLock使用方法
叙述
java在编写多线程程序时,为了保证线程安全,需要对数据同步,经常用到两种同步方式就是Synchronized和重入锁ReentrantLock。
Synchronize和ReentrantLock
相似点
它们都是加锁方式同步,而且都是阻塞式的同步,也就是说当如果一个线程获得了对象锁,进入了同步块,其他访问该同步块的线程都必须阻塞在同步块外面等待,而进行线程阻塞和唤醒的代价是比较高的。
区别
1. API层面
- Synchronized是java语言的关键字,是原生语法层面的互斥,需要jvm实现。而ReentrantLock它是JDK 1.5之后提供的API层面的互斥锁,是JDK实现的,需要lock()和unlock()方法配合try/finally语句块来完成。
- synchronized既可以修饰方法,也可以修饰代码块。
//synchronized修饰一个方法时,这个方法叫同步方法。
public synchronized void test() {
//方法体``
}
synchronized(Object) {
//括号中表示需要锁的对象.
//线程执行的时候会对Object上锁
}
ReentrantLock使用
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void run() {
lock.lock();
try{
for(int i=0;i<5;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
}
}finally{
lock.unlock();
}
}
2. 等待可中断
等待可中断是指当持有锁的线程长期不释放锁的时候,正在等待的线程可以选择放弃等待,改为处理其他事情。可等待特性对处理执行时间非常长的同步快很有帮助。
具体来说,假如业务代码中有两个线程,Thread1 Thread2。假设 Thread1 获取了对象object的锁,Thread2将等待Thread1释放object的锁。
- 使用synchronized。如果Thread1不释放,Thread2将一直等待,不能被中断。synchronized也可以说是Java提供的原子性内置锁机制。内部锁扮演了互斥锁(mutual exclusion lock ,mutex)的角色,一个线程引用锁的时候,别的线程阻塞等待。
- 使用ReentrantLock。如果Thread1不释放,Thread2等待了很长时间以后,可以中断等待,转而去做别的事情。
3. 公平锁
公平锁是指多个线程在等待同一个锁时,必须按照申请的时间顺序来依次获得锁;而非公平锁则不能保证这一点。非公平锁在锁被释放时,任何一个等待锁的线程都有机会获得锁。
- synchronized的锁是非公平锁,ReentrantLock默认情况下也是非公平锁,但可以通过带布尔值的构造函数要求使用公平锁。
- ReentrantLock 构造器的一个参数是boolean值,它允许您选择想要一个公平(fair)锁,还是一个不公平(unfair)锁。公平锁:使线程按照请求锁的顺序依次获得锁, 但是有成本;不公平锁:则允许讨价还价
那么如何用代码设置公平锁呢?如下所示
4. 锁绑定多个条件
- ReentrantLock可以同时绑定多个Condition对象,只需多次调用newCondition方法即可。
- synchronized中,锁对象的wait()和notify()或notifyAll()方法可以实现一个隐含的条件。但如果要和多于一个的条件关联的时候,就不得不额外添加一个锁。
实现原理
Synchronize在编译时如何实现锁机制
Synchronized进过编译,会在同步块的前后分别形成monitorenter和monitorexit这个两个字节码指令。在执行monitorenter指令时,首先要尝试获取对象锁。如果这个对象没被锁定,或者当前线程已经拥有了那个对象锁,把锁的计算器加1,相应的,在执行monitorexit指令时会将锁计算器就减1,当计算器为0时,锁就被释放了。如果获取对象锁失败,那当前线程就要阻塞,直到对象锁被另一个线程释放为止。
ReentrantLock使用方法
ReentrantLock是java.util.concurrent包下提供的一套互斥锁,相比Synchronized,ReentrantLock类提供了一些高级功能,主要有以下3项:
- 等待可中断,持有锁的线程长期不释放的时候,正在等待的线程可以选择放弃等待,这相当于Synchronized来说可以避免出现死锁的情况。
- 公平锁,多个线程等待同一个锁时,必须按照申请锁的时间顺序获得锁,Synchronized锁非公平锁,ReentrantLock默认的构造函数是创建的非公平锁,可以通过参数true设为公平锁,但公平锁表现的性能不是很好。
- 锁绑定多个条件,一个ReentrantLock对象可以同时绑定对个对象。
使用方法代码如下
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void run() {
lock.lock();
try{
for(int i=0;i<5;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
}
}finally{
lock.unlock();
}
}
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