类锁 synchronized对象锁 和 Lock对象锁
在并发环境下,解决共享资源冲突问题时,可以考虑使用锁机制。
- 对象锁
所有对象都自动含有单一的锁。
JVM负责跟踪对象被加锁的次数。如果一个对象被解锁,其计数变为0。在任务(线程)第一次给对象加锁的时候,计数变为1。每当这个相同的任务(线程)在此对象上获得锁时,计数会递增。
只有首先获得锁的任务(线程)才能继续获取该对象上的多个锁。
每当任务离开一个synchronized方法,计数递减,当计数为0的时候,锁被完全释放,此时别的任务就可以使用此资源。
- 类锁
对于同步静态方法/静态变量互斥体,由于一个class不论被实例化多少次,其中的静态方法和静态变量在内存中都只由一份。所以,一旦一个静态的方法被申明为synchronized。此类所有的实例化对象在调用此方法,共用同一把锁,我们称之为类锁。一旦一个静态变量被作为synchronized block的互斥体。进入此同步区域时,都要先获得此静态变量的对象锁。
由上述同步静态方法引申出一个概念,那就是类锁。其实系统中并不存在什么类锁。当一个同步静态方法被调用时,系统获取的其实就是代表该类的类对象的对象锁
可以尝试用以下方式获取类锁
synchronized (xxx.class) {…}
synchronized (Class.forName(“xxx”)) {…} 123
若要同时获取两种锁,同时获取类锁和对象锁是允许的,并不会产生任何问题,但使用类锁时一定要注意,一旦产生类锁的嵌套获取的话,就会产生死锁,因为每个class在内存中都只能生成一个Class实例对象。
- synchronized同步块
3.1. 同步到单一对象锁
当使用同步块时,如果方法下的同步块都同步到一个对象上的锁,则所有的任务(线程)只能互斥的进入这些同步块。
Resource1.Java演示了三个线程(包括main线程)试图进入某个类的三个不同的方法的同步块中,虽然这些同步块处在不同的方法中,但由于是同步到同一个对象(当前对象 synchronized (this)),所以对它们的方法依然是互斥的。
Resource1.java
package com.zj.lock;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Resource1 {
public void f() {
// other operations should not be locked…
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ “:not synchronized in f()”);
synchronized (this) {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ “:synchronized in f()”);
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public void g() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in g()"); synchronized (this) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in g()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
} public void h() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in h()"); synchronized (this) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in h()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
} public static void main(String[] args) { final Resource1 rs = new Resource1(); new Thread() { public void run() { rs.f(); } }.start(); new Thread() { public void run() { rs.g(); } }.start(); rs.h();
}
} 12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970717273
结果:
Thread-0:not synchronized in f()
Thread-0:synchronized in f()
main:not synchronized in h()
Thread-1:not synchronized in g()
Thread-0:synchronized in f()
Thread-0:synchronized in f()
Thread-0:synchronized in f()
Thread-0:synchronized in f()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-1:synchronized in g()
main:synchronized in h()
main:synchronized in h()
main:synchronized in h()
main:synchronized in h()
main:synchronized in h()
3.2. 同步到多个对象锁
Resource1.java演示了三个线程(包括main线程)试图进入某个类的三个不同的方法的同步块中,这些同步块处在不同的方法中,并且是同步到三个不同的对象(synchronized (this),synchronized(syncObject1),synchronized (syncObject2)),所以对它们的方法中的临界资源访问是独立的。
Resource2.java
package com.zj.lock;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Resource2 {
private Object syncObject1 = new Object();
private Object syncObject2 = new Object();
public void f() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in f()"); synchronized (this) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in f()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
} public void g() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in g()"); synchronized (syncObject1) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in g()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
} public void h() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in h()"); synchronized (syncObject2) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in h()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
} public static void main(String[] args) { final Resource2 rs = new Resource2(); new Thread() { public void run() { rs.f(); } }.start(); new Thread() { public void run() { rs.g(); } }.start(); rs.h();
}
}
结果:
Thread-0:not synchronized in f()
Thread-0:synchronized in f()
main:not synchronized in h()
main:synchronized in h()
Thread-1:not synchronized in g()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-0:synchronized in f()
main:synchronized in h()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-0:synchronized in f()
main:synchronized in h()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-0:synchronized in f()
main:synchronized in h()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-0:synchronized in f()
main:synchronized in h()
Thread-1:synchronized in g()
- Lock对象锁
除了使用synchronized外,还可以使用Lock对象来创建临界区。Resource3.java的演示效果同Resource1.java;Resource4.java的演示效果同Resource2.java。
Resource3.java
package com.zj.lock;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class Resource3 {
private Lock lock = new ReentrantLock();
public void f() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in f()"); lock.lock(); try { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in f()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } finally { lock.unlock(); }
} public void g() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in g()"); lock.lock(); try { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in g()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } finally { lock.unlock(); }
} public void h() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in h()"); lock.lock(); try { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in h()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } finally { lock.unlock(); }
} public static void main(String[] args) { final Resource3 rs = new Resource3(); new Thread() { public void run() { rs.f(); } }.start(); new Thread() { public void run() { rs.g(); } }.start(); rs.h();
}
结果:
Thread-0:not synchronized in f()
Thread-0:synchronized in f()
main:not synchronized in h()
Thread-1:not synchronized in g()
Thread-0:synchronized in f()
Thread-0:synchronized in f()
Thread-0:synchronized in f()
Thread-0:synchronized in f()
main:synchronized in h()
main:synchronized in h()
main:synchronized in h()
main:synchronized in h()
main:synchronized in h()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-1:synchronized in g()
Resource4.java
package com.zj.lock;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class Resource4 {
private Lock lock1 = new ReentrantLock();
private Lock lock2 = new ReentrantLock();
private Lock lock3 = new ReentrantLock();
public void f() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in f()"); lock1.lock(); try { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in f()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } finally { lock1.unlock(); }
} public void g() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in g()"); lock2.lock(); try { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in g()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } finally { lock2.unlock(); }
} public void h() { // other operations should not be locked... System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":not synchronized in h()"); lock3.lock(); try { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":synchronized in h()"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } finally { lock3.unlock(); }
} public static void main(String[] args) { final Resource4 rs = new Resource4(); new Thread() { public void run() { rs.f(); } }.start(); new Thread() { public void run() { rs.g(); } }.start(); rs.h();
}
}
结果:
Thread-0:not synchronized in f()
Thread-0:synchronized in f()
main:not synchronized in h()
main:synchronized in h()
Thread-1:not synchronized in g()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-0:synchronized in f()
main:synchronized in h()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-0:synchronized in f()
main:synchronized in h()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-0:synchronized in f()
main:synchronized in h()
Thread-1:synchronized in g()
Thread-0:synchronized in f()
main:synchronized in h()
Thread-1:synchronized in g()
另外,ReentrantLock可定时和可轮询的锁获取模式由tryLock方法实现。
public boolean tryLock(); //等同于tryLock(0, TimeUnit.SECONDS),不停询问是否可获取锁
public boolean tryLock(long timeout,
TimeUnit unit)
throws InterruptedException //timeout - 等待锁的时间,unit - timeout 参数的时间单位 1234
- synchronized和lock的区别:
Lock 的锁定是通过代码实现的,而 synchronized 是在 JVM 层面上实现的。
synchronized 在锁定时如果方法块抛出异常,JVM 会自动将锁释放掉,不会因为出了异常没有释放锁造成线程死锁。但是 Lock 的话就享受不到 JVM 带来自动的功能,出现异常时必须在 finally 将锁释放掉,否则将会引起死锁。
在资源竞争不是很激烈的情况下,偶尔会有同步的情形下,synchronized是很合适的。原因在于,编译程序通常会尽可能的进行优化synchronize,另外可读性非常好,不管用没用过5.0多线程包的程序员都能理解。
ReentrantLock:
ReentrantLock提供了多样化的同步,比如有时间限制的同步,可以被Interrupt的同步(synchronized的同步是不能Interrupt的)等。在资源竞争不激烈的情形下,性能稍微比synchronized差点点。但是当同步非常激烈的时候,synchronized的性能一下子能下降好几十倍。而ReentrantLock确还能维持常态。
Atomic:
和上面的类似,不激烈情况下,性能比synchronized略逊,而激烈的时候,也能维持常态。激烈的时候,Atomic的性能会优于ReentrantLock一倍左右。但是其有一个缺点,就是只能同步一个值,一段代码中只能出现一个Atomic的变量,多于一个同步无效。因为他不能在多个Atomic之间同步。
关于synchronized和lock的详细区别请看http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp10264/index.html
转自:http://blog.csdn.net/ymeng_bupt/article/details/6826936
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