JUC同步锁(五)

发布于:2021-06-22 13:20:16


根据锁的添加到Java中的时间,Java中的锁,可以分为“同步锁”“JUC包中的锁”



一、同步锁--synchronized关键字

通过synchronized关键字来进行同步,实现对竞争资源的互斥访问的锁。


同步锁的原理是,对于每一个对象,有且仅有一个同步锁;不同的线程能共同访问该同步锁。但是,在同一个时间点,该同步锁能且只能被一个线程获取到。这样,获取到同步锁的线程就能进行CPU调度,从而在CPU上执行;而没有获取到同步锁的线程,必须进行等待,直到获取到同步锁之后才能继续运行。这就是,多线程通过同步锁进行同步的原理!


二、JUC包中的锁

相比同步锁,JUC包中的锁的功能更加强大,它为锁提供了一个框架,该框架允许更灵活地使用锁,只是它的用法更难罢了。Lock确保当一个线程位于代码的临界区时,另一个线程不进入临界区,相对于synchronized,Lock接口及其实现类提供了更加强大、灵活的锁机制。


JUC包中的锁,包括:



Lock接口ReadWriteLock接口Condition接口ReentrantLock独占锁ReentrantReadWriteLock读写锁CountDownLatchCyclicBarrierSemaphoreAbstractOwnableSynchronizer抽象类AbstractQueuedSynchronizer抽象类AbstractQueuedLongSynchronizer抽象类

下面以简单的实例对两种锁进行介绍:


(1)简单的锁synchronized:


public class ThreadTest {
public void test(){
synchronized(this){
//do something
}
}
}

(2)lock锁实现


public class ThreadTest {
Lock lock = new Lock();
public void test(){
// 当前线程会被阻塞,直到该Lock对象的unlock()方法被调用
lock.lock();
//do something
// 释放锁
lock.unlock();
}
}

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。


Lock锁实现:


public final synchronized void lock() throws InterruptedException{
// 当isLocked为true时,调用lock()的线程在wait()调用上阻塞等待。
while(this.locked) {
this.wait();
}
// 让其它正在调用lock()方法的线程能够在Lock实例上加锁。
this.locked = true;
}

public final synchronized void unlock() {
this.locked = false;
this.notifyAll();
}

? 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,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。


三、详解JUC包中的各个锁

锁的框架图如下:



(1)Lock 接口


Lock为接口类型,Lock实现提供了比使synchronized方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。此实现允许更灵活的结构,可以具有差别很大的属性,可以支持多个相关的Condition对象。


JUC 包中的 Lock 接口支持那些语义不同 (重入、公*等) 的锁规则。所谓语义不同,是指锁可是有 “公*机制的锁”、”非公*机制的锁”、”可重入的锁” 等等。”公*机制” 是指 “不同线程获取锁的机制是公*的”,而 “非公*机制” 则是指 “不同线程获取锁的机制是非公*的”,”可重入的锁” 是指同一个锁能够被一个线程多次获取。


(2)ReadWriteLock


? ReadWriteLock为接口类型, 维护了一对相关的锁,一个用于只读操作,另一个用于写入操作。只要没有 writer,读取锁可以由多个 reader 线程同时保持。写入锁是独占的。


? ReadWriteLock 接口以和 Lock 类似的方式定义了一些读取者可以共享而写入者独占的锁。JUC 包只有一个类实现了该接口,即 ReentrantReadWriteLock,因为它适用于大部分的标准用法上下文。但程序员可以创建自己的、适用于非标准要求的实现。


(3)Condition


? Condition为接口类型,它将 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)。其中,Lock 替代了 synchronized 方法和语句的使用,Condition 替代了 Object 监视器方法的使用。可以通过await(),signal()来休眠/唤醒线程。


? Condition 需要和 Lock 联合使用,它的作用是代替 Object 监视器方法,可以通过 await(),signal() 来休眠 / 唤醒线程。Condition 接口描述了可能会与锁有关联的条件变量。这些变量在用法上与使用 Object.wait 访问的隐式监视器类似,但提供了更强大的功能。需要特别指出的是,单个 Lock 可能与多个 Condition 对象关联。为了避免兼容性问题,Condition 方法的名称与对应的 Object 版本中的不同。


(4)LockSupport


? LockSupport 提供 “创建锁” 和“其他同步类的基本线程阻塞原语”。
  LockSupport 的功能和 “Thread 中的 Thread.suspend()和 Thread.resume()有点类似”,LockSupport 中的 park() 和 unpark() 的作用分别是阻塞线程和解除阻塞线程。但是 park()和 unpark()不会遇到 “Thread.suspend 和 Thread.resume 所可能引发的死锁” 问题。


(5)CountDownLatch


? CountDownLatch为常用类,它是一个同步辅助类,在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,它允许一个或多个线程一直等待。


(6)ReentrantLock



Reentrant:可重入



? ReentrantLock 是独占锁。所谓独占锁,是指只能被独自占领,即同一个时间点只能被一个线程锁获取到的锁。ReentrantLock 锁包括 “公*的 ReentrantLock” 和 “非公*的 ReentrantLock”。”公*的 ReentrantLock” 是指 “不同线程获取锁的机制是公*的”,而 “非公*的  ReentrantLock” 则是指 “不同线程获取锁的机制是非公*的”,ReentrantLock 是 “可重入的锁”。


参考链接

本片文章,主要整理自互联网,便于自己复*知识所用,以下为参考链接!


【1】Java并发编程实战-----“J.U.C”:锁,lock


【2】JUC包中的锁


【3】java多线程系列三:JUC锁


【4】JUC锁框架综述



转载于:https://www.cnblogs.com/ch-forever/p/10219362.html

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