Java中的锁(转)
Java中的锁
锁像synchronized同步块一样,是一种线程同步机制,但比Java中的synchronized同步块更复杂。因为锁(以及其它更高级的线程同步机制)是由synchronized同步块的方式实现的,所以我们还不能完全摆脱synchronized关键字(译者注:这说的是Java 5之前的情况)。
自Java 5开始,java.util.concurrent.locks包中包含了一些锁的实现,因此你不用去实现自己的锁了。但是你仍然需要去了解怎样使用这些锁,且了解这些实现背后的理论也是很有用处的。可以参考我对java.util.concurrent.locks.Lock的介绍,以了解更多关于锁的信息。
一个简单的锁
让我们从java中的一个同步块开始:
public class Counter{private int count = 0; public int inc(){ synchronized(this){ return ++count; } } }
可以看到在inc()方法中有一个synchronized(this)代码块。该代码块可以保证在同一时间只有一个线程可以执行return ++count。虽然在synchronized的同步块中的代码可以更加复杂,但是++count这种简单的操作已经足以表达出线程同步的意思。
以下的Counter类用Lock代替synchronized达到了同样的目的:
public class Counter{private Lock lock = new Lock(); private int count = 0; public int inc(){ lock.lock(); int newCount = ++count; lock.unlock(); return newCount; } }
lock()方法会对Lock实例对象进行加锁,因此所有对该对象调用lock()方法的线程都会被阻塞,直到该Lock对象的unlock()方法被调用。
这里有一个Lock类的简单实现:
public class Counter{ public class Lock{ private boolean isLocked = false; public synchronized void lock() throws InterruptedException{ while(isLocked){ wait(); } isLocked = true; } public synchronized void unlock(){ isLocked = false; notify(); } }
注意其中的while(isLocked)循环,它又被叫做“自旋锁”。自旋锁以及wait()和notify()方法在线程通信这篇文章中有更加详细的介绍。当isLocked为true时,调用lock()的线程在wait()调用上阻塞等待。为防止该线程没有收到notify()调用也从wait()中返回(也称作虚假唤醒),这个线程会重新去检查isLocked条件以决定当前是否可以安全地继续执行还是需要重新保持等待,而不是认为线程被唤醒了就可以安全地继续执行了。如果isLocked为false,当前线程会退出while(isLocked)循环,并将isLocked设回true,让其它正在调用lock()方法的线程能够在Lock实例上加锁。
当线程完成了临界区(位于lock()和unlock()之间)中的代码,就会调用unlock()。执行unlock()会重新将isLocked设置为false,并且通知(唤醒)其中一个(若有的话)在lock()方法中调用了wait()函数而处于等待状态的线程。
锁的可重入性
Java中的synchronized同步块是可重入的。这意味着如果一个java线程进入了代码中的synchronized同步块,并因此获得了该同步块使用的同步对象对应的管程上的锁,那么这个线程可以进入由同一个管程对象所同步的另一个java代码块。下面是一个例子:
public class Reentrant{ public synchronized outer(){ inner(); } public synchronized inner(){ //do something } }
注意outer()和inner()都被声明为synchronized,这在Java中和synchronized(this)块等效。如果一个线程调用了outer(),在outer()里调用inner()就没有什么问题,因为这两个方法(代码块)都由同一个管程对象(”this”)所同步。如果一个线程已经拥有了一个管程对象上的锁,那么它就有权访问被这个管程对象同步的所有代码块。这就是可重入。线程可以进入任何一个它已经拥有的锁所同步着的代码块。
前面给出的锁实现不是可重入的。如果我们像下面这样重写Reentrant类,当线程调用outer()时,会在inner()方法的lock.lock()处阻塞住。
public class Reentrant2{Lock lock = new Lock();public outer(){ lock.lock(); inner(); lock.unlock(); } public synchronized inner(){ lock.lock(); //do something lock.unlock(); } }
调用outer()的线程首先会锁住Lock实例,然后继续调用inner()。inner()方法中该线程将再一次尝试锁住Lock实例,结果该动作会失败(也就是说该线程会被阻塞),因为这个Lock实例已经在outer()方法中被锁住了。
两次lock()之间没有调用unlock(),第二次调用lock就会阻塞,看过lock()实现后,会发现原因很明显:
public class Lock{ boolean isLocked = false; public synchronized void lock() throws InterruptedException{ while(isLocked){ wait(); } isLocked = true; } ... }
一个线程是否被允许退出lock()方法是由while循环(自旋锁)中的条件决定的。当前的判断条件是只有当isLocked为false时lock操作才被允许,而没有考虑是哪个线程锁住了它。
为了让这个Lock类具有可重入性,我们需要对它做一点小的改动:
public class Lock{ boolean isLocked = false; Thread lockedBy = null; int lockedCount = 0; public synchronized void lock() throws InterruptedException{ Thread callingThread = Thread.currentThread(); while(isLocked && lockedBy != callingThread){ wait(); } isLocked = true; lockedCount++; lockedBy = callingThread; } public synchronized void unlock(){ if(Thread.curentThread() == this.lockedBy){ lockedCount--; if(lockedCount == 0){ isLocked = false; notify(); } } } ... }
注意到现在的while循环(自旋锁)也考虑到了已锁住该Lock实例的线程。如果当前的锁对象没有被加锁(isLocked = false),或者当前调用线程已经对该Lock实例加了锁,那么while循环就不会被执行,调用lock()的线程就可以退出该方法(译者注:“被允许退出该方法”在当前语义下就是指不会调用wait()而导致阻塞)。
除此之外,我们需要记录同一个线程重复对一个锁对象加锁的次数。否则,一次unblock()调用就会解除整个锁,即使当前锁已经被加锁过多次。在unlock()调用没有达到对应lock()调用的次数之前,我们不希望锁被解除。
现在这个Lock类就是可重入的了。
锁的公平性
Java的synchronized块并不保证尝试进入它们的线程的顺序。因此,如果多个线程不断竞争访问相同的synchronized同步块,就存在一种风险,其中一个或多个线程永远也得不到访问权——也就是说访问权总是分配给了其它线程。这种情况被称作线程饥饿。为了避免这种问题,锁需要实现公平性。本文所展现的锁在内部是用synchronized同步块实现的,因此它们也不保证公平性。饥饿和公平中有更多关于该内容的讨论。
在finally语句中调用unlock()
如果用Lock来保护临界区,并且临界区有可能会抛出异常,那么在finally语句中调用unlock()就显得非常重要了。这样可以保证这个锁对象可以被解锁以便其它线程能继续对其加锁。以下是一个示例:
lock.lock(); try{ //do critical section code, //which may throw exception } finally { lock.unlock(); }
这个简单的结构可以保证当临界区抛出异常时Lock对象可以被解锁。如果不是在finally语句中调用的unlock(),当临界区抛出异常时,Lock对象将永远停留在被锁住的状态,这会导致其它所有在该Lock对象上调用lock()的线程一直阻塞。
原文 locks
译者 申章 校对 丁一
via ifeve
转载于:https://www.cnblogs.com/qq78292959/p/4255570.html
Java中的锁(转)相关推荐
- Java中的锁原理、锁优化、CAS、AQS详解
点击上方"方志朋",选择"设为星标" 回复"666"获取新整理的面试文章 作者:景小财 www.jianshu.com/p/e674ee68 ...
- 一篇blog带你了解java中的锁
前言 最近在复习锁这一块,对java中的锁进行整理,本文介绍各种锁,希望给大家带来帮助. Java的锁 乐观锁 乐观锁是一种乐观思想,即认为读多写少,遇到并发写的可能性低,每次去拿数据的时候都认为别人 ...
- Java中的锁[原理、锁优化、CAS、AQS]
点击上方 好好学java ,选择 星标 公众号 重磅资讯.干货,第一时间送达 今日推荐:用好Java中的枚举,真的没有那么简单!个人原创+1博客:点击前往,查看更多 作者:高广超 链接:https:/ ...
- Java中的锁原理、锁优化、CAS、AQS详解!
阅读本文大概需要 2.8 分钟. 来源:jianshu.com/p/e674ee68fd3f 一.为什么要用锁? 锁-是为了解决并发操作引起的脏读.数据不一致的问题. 二.锁实现的基本原理 2.1.v ...
- JAVA 中无锁的线程安全整数 AtomicInteger介绍和使用
转载自 http://blog.csdn.net/bigtree_3721/article/details/51296064 JAVA 中无锁的线程安全整数 AtomicInteger,一个提供原子操 ...
- 面试官让我讲讲Java中的锁,我笑了
转载自 面试官让我讲讲Java中的锁,我笑了 在读很多并发文章中,会提及各种各样锁如公平锁,乐观锁等等,这篇文章介绍各种锁的分类.介绍的内容如下: 公平锁/非公平锁 可重入锁 独享锁/共享锁 互斥锁 ...
- 一文足以了解什么是 Java 中的锁
作者 | cxuan 责编 | Elle Java 锁分类 Java 中的锁有很多,可以按照不同的功能.种类进行分类,下面是我对 Java 中一些常用锁的分类,包括一些基本的概述 从线程是否需要对资 ...
- 关于Java中的锁,看这一篇就够了(总结篇)
文章目录 锁的概念 锁的分类 一.什么是悲观锁? Java中的悲观锁有哪些 synchronized 基于AQS的实现类 二.什么是乐观锁? Java中的乐观锁有哪些 Valotile Java内存模 ...
- java中的锁(悲观锁、乐观锁、可重入锁、不可重入锁、公平锁、非公平锁、自旋锁、阻塞锁...)
Lock接口 1.简介.地位.作用 ① 锁是一种工具,用于控制对共享资源的访问 ② Lock和synchronized,这两个是最常见的锁,它们都可以达到线程安全的目的,但是在使用和功能上又有较大的不 ...
最新文章
- IntelliJ IDEA 居然支持音视频聊天!
- 又有两所一流高校加入“不返校”阵营,非毕业年级学生,开学时间待定!
- ‘wmic‘ 不是内部或外部命令,也不是可运行的程序 解决方法
- tableau可视化函数使用案例(四十六)-数字函数的使用方法
- OpenCV用于快速边缘检测的结构化森林
- VC网络通信API概览
- flask bootstrap ajax,使用Flask集成bootstrap的方法
- css修改输入框的placeholder颜色
- 单行和多行文字溢出省略号显示
- linux 定时器中断脉冲计数,STM32定时器产生指定个数脉冲
- 值得关注的开源软件推荐
- 现在,让客服接管数字化企业
- 阴阳师服务器维护3月14,3月14日阴阳师体验服更新:三个限定新式神
- 如何将py文件转化为exe
- Python 五个知识点搞定作用域
- 唐巧的iOS技术博客选摘
- rsync来实现文件同步
- MaxDiff系列(一) 成对比较趣事
- Illustrator国画效果
- 深入理解布局约束 | 开发者说·DTalk
热门文章
- werkzeug local
- python FIFO命名管道
- git 应用 cherry-pick
- git remote(远程仓库操作)
- R语言分类算法之随机森林(Random Forest)
- python 如何做密码对话框_Python GUI教程(八):在主窗口中调用对话框
- Java Web学习总结(28)——Java Web项目MVC开源框架SSH和SSM比较
- mysql动态加载数据库数据库_Mysql动态更新数据库脚本的示例讲解
- node.js发送html,利用Node.JS实现邮件发送功能
- 【微信开发】-- 企业转账到用户