一、synchronized的实现方案

  1.synchronized能够把任何一个非null对象当成锁,实现由两种方式:

  a.当synchronized作用于非静态方法时,锁住的是当前对象的事例,当synchronized作用于静态方法时,锁住的是class实例,又因为Class的相关数据存储在永久带,因此静态方法锁相当于类的一个全局锁。

  b.当synchronized作用于一个对象实例时,锁住的是对应的代码块。

  2.synchronized锁又称为对象监视器(object)。

3.当多个线程一起访问某个对象监视器的时候,对象监视器会将这些请求存储在不同的容器中。

  >Contention List:竞争队列,所有请求锁的线程首先被放在这个竞争队列中

  >Entry List:Contention List中那些有资格成为候选资源的线程被移动到Entry List中

  >Wait Set:哪些调用wait方法被阻塞的线程被放置在这里

  >OnDeck:任意时刻,最多只有一个线程正在竞争锁资源,该线程被成为OnDeck

  >Owner:当前已经获取到所资源的线程被称为Owner

  > !Owner:当前释放锁的线程

  下图展示了他们之前的关系

二、lock的实现方案

  与synchronized不同的是lock是纯java手写的,与底层的JVM无关。在java.util.concurrent.locks包中有很多Lock的实现类,常用的有ReenTrantLock、ReadWriteLock(实现类有ReenTrantReadWriteLock)

,其实现都依赖java.util.concurrent.AbstractQueuedSynchronizer类(简称AQS),实现思路都大同小异,因此我们以ReentrantLock作为讲解切入点。

分析之前我们先来花点时间看下AQS。AQS是我们后面将要提到的CountDownLatch/FutureTask/ReentrantLock/RenntrantReadWriteLock/Semaphore的基础,因此AQS也是Lock和Excutor实现的基础。它的基本思想就是一个同步器,支持获取锁和释放锁两个操作。

  

  要支持上面锁获取、释放锁就必须满足下面的条件:

  1、  状态位必须是原子操作的

  2、  阻塞和唤醒线程

  3、  一个有序的队列,用于支持锁的公平性

  场景:可定时的、可轮询的与可中断的锁获取操作,公平队列,或者非块结构的锁。

  使用用法介绍

  

public class Test {
private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
private Lock lock = new ReentrantLock(); //注意这个地方
public static void main(String[] args) {
final Test test = new Test(); new Thread(){
public void run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start(); new Thread(){
public void run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();
} public void insert(Thread thread) {
lock.lock();
try {
System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
for(int i=0;i<5;i++) {
arrayList.add(i);
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}finally {
System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
lock.unlock();
}
}
}

tryLock()的使用方法

public class Test {
private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
private Lock lock = new ReentrantLock(); //注意这个地方
public static void main(String[] args) {
final Test test = new Test(); new Thread(){
public void run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start(); new Thread(){
public void run() {
test.insert(Thread.currentThread());
};
}.start();
} public void insert(Thread thread) {
if(lock.tryLock()) {
try {
System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
for(int i=0;i<5;i++) {
arrayList.add(i);
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}finally {
System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
lock.unlock();
}
} else {
System.out.println(thread.getName()+"获取锁失败");
}
}
}

lockInterruptibly()

public class Test {
private Lock lock = new ReentrantLock();
public static void main(String[] args) {
Test test = new Test();
MyThread thread1 = new MyThread(test);
MyThread thread2 = new MyThread(test);
thread1.start();
thread2.start(); try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
thread2.interrupt();
} public void insert(Thread thread) throws InterruptedException{
lock.lockInterruptibly(); //注意,如果需要正确中断等待锁的线程,必须将获取锁放在外面,然后将InterruptedException抛出
try {
System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
long startTime = System.currentTimeMillis();
for( ; ;) {
if(System.currentTimeMillis() - startTime >= Integer.MAX_VALUE)
break;
//插入数据
}
}
finally {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行finally");
lock.unlock();
System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
}
}
} class MyThread extends Thread {
private Test test = null;
public MyThread(Test test) {
this.test = test;
}
@Override
public void run() { try {
test.insert(Thread.currentThread());
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被中断");
}
}
}

  

ReentrantReadWriteLock

public class Test {
private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock(); public static void main(String[] args) {
final Test test = new Test(); new Thread(){
public void run() {
test.get(Thread.currentThread());
};
}.start(); new Thread(){
public void run() {
test.get(Thread.currentThread());
};
}.start(); } public void get(Thread thread) {
rwl.readLock().lock();
try {
long start = System.currentTimeMillis(); while(System.currentTimeMillis() - start <= 1) {
System.out.println(thread.getName()+"正在进行读操作");
}
System.out.println(thread.getName()+"读操作完毕");
} finally {
rwl.readLock().unlock();
}
}
}

 另外在ReentrantLock类中定义了很多方法,比如:

  isFair()        //判断锁是否是公平锁

  isLocked()    //判断锁是否被任何线程获取了

  isHeldByCurrentThread()   //判断锁是否被当前线程获取了

  hasQueuedThreads()   //判断是否有线程在等待该锁

  在ReentrantReadWriteLock中也有类似的方法,同样也可以设置为公平锁和非公平锁。不过要记住,ReentrantReadWriteLock并未实现Lock接口,它实现的是ReadWriteLock接口。

  主要从以下几个特点介绍:

  1.可重入锁

    如果锁具备可重入性,则称作为可重入锁。像synchronized和ReentrantLock都是可重入锁,可重入性在我看来实际上表明了锁的分配机制:基于线程的分配,而不是基于方法调用的分配。

  2.可中断锁

    可中断锁:顾名思义,就是可以相应中断的锁。

    在Java中,synchronized就不是可中断锁,而Lock是可中断锁。

    如果某一线程A正在执行锁中的代码,另一线程B正在等待获取该锁,可能由于等待时间过长,线程B不想等待了,想先处理其他事情,我们可以让它中断自己或者在别的线程中中断它,这种就是可中断锁。

  3.公平锁和非公平锁

     公平锁以请求锁的顺序来获取锁,非公平锁则是无法保证按照请求的顺序执行。synchronized就是非公平锁,它无法保证等待的线程获取锁的顺序。而对于ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock,它默认情况下是非公平锁,但是可以设置为公平锁。

    参数为true时表示公平锁,不传或者false都是为非公平锁。

ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);

  4.读写锁

  读写锁将对一个资源(比如文件)的访问分成了2个锁,一个读锁和一个写锁。

  正因为有了读写锁,才使得多个线程之间的读操作不会发生冲突。

  ReadWriteLock就是读写锁,它是一个接口,ReentrantReadWriteLock实现了这个接口。

  可以通过readLock()获取读锁,通过writeLock()获取写锁。

三、总结

  1.synchronized

  优点:实现简单,语义清晰,便于JVM堆栈跟踪,加锁解锁过程由JVM自动控制,提供了多种优化方案,使用更广泛

  缺点:悲观的排他锁,不能进行高级功能

  2.lock

  优点:可定时的、可轮询的与可中断的锁获取操作,提供了读写锁、公平锁和非公平锁  

  缺点:需手动释放锁unlock,不适合JVM进行堆栈跟踪

  3.相同点 

  都是可重入锁

ReenTrantLock独有的能力:

1.      ReenTrantLock可以指定是公平锁还是非公平锁。而synchronized只能是非公平锁。所谓的公平锁就是先等待的线程先获得锁。

2.      ReenTrantLock提供了一个Condition(条件)类,用来实现分组唤醒需要唤醒的线程们,而不是像synchronized要么随机唤醒一个线程要么唤醒全部线程。

3.      ReenTrantLock提供了一种能够中断等待锁的线程的机制,通过lock.lockInterruptibly()来实现这个机制。

什么情况下使用ReenTrantLock:

答案是,如果你需要实现ReenTrantLock的三个独有功能时。

参考:

https://www.cnblogs.com/jiangds/p/6476293.html

https://www.cnblogs.com/handsomeye/p/5999362.html

https://www.cnblogs.com/baizhanshi/p/7211802.html

synchronized和lock比较的更多相关文章

  1. 线程安全、数据同步之 synchronized 与 Lock

    本文Demo下载传送门 写在前面 本篇文章讲的东西都是Android开源网络框架NoHttp的核心点,当然线程.多线程.数据安全这是Java中就有的,为了运行快我们用一个Java项目来讲解. 为什么要 ...

  2. 【转载】synchronized 与 Lock 的那点事

    最近在做一个监控系统,该系统主要包括对数据实时分析和存储两个部分,由于并发量比较高,所以不可避免的使用到了一些并发的知识.为了实现这些要求,后台使用一个队列作为缓存,对于请求只管往缓存里写数据.同时启 ...

  3. 转:synchronized和LOCK的实现原理---深入JVM锁机制

    JVM底层又是如何实现synchronized的? 目前在Java中存在两种锁机制:synchronized和Lock,Lock接口及其实现类是JDK5增加的内容,其作者是大名鼎鼎的并发专家Doug ...

  4. synchronized 与 Lock 的那点事

    最近在做一个监控系统,该系统主要包括对数据实时分析和存储两个部分,由于并发量比较高,所以不可避免的使用到了一些并发的知识.为了实现这些要求,后台使用一个队列作为缓存,对于请求只管往缓存里写数据.同时启 ...

  5. JAVA中synchronized和lock详解

         目前在Java中存在两种锁机制:synchronized和Lock,Lock接口及其实现类是JDK5增加的内容,其作者是大名鼎鼎的并发专家Doug Lea.本文并不比较synchronize ...

  6. Java多线程编程(四)—浅谈synchronized与lock

    一.共享资源竞争问题 在Java语言的并发编程中,由于我们不知道线程实际上在何时运行,所以在实际多线程编程中,如果两个线程访问相同的资源,那么由于线程运行的不确定性便会在这种多线程中产生访问错误.所以 ...

  7. synchronized和lock比对

    前言:在上面的博客说了synchronized的一些用法,下面我们再来看看lock,这个出现频率也是非常高的一个. 1:获取Lock锁的几种方式 前面说了synchronized有锁对象和锁类对象,当 ...

  8. Java中synchronized和Lock的区别

    synchronized和Lock的区别synchronize锁对象可以是任意对象,由于监视器方法必须要拥有锁对象那么任意对象都可以调用的方法所以将其抽取到Object类中去定义监视器方法这样锁对象和 ...

  9. 【Java】synchronized与lock的区别

    从Java 5之后,在java.util.concurrent.locks包下提供了另外一种方式来实现同步访问,那就是Lock. 也许有朋友会问,既然都可以通过synchronized来实现同步访问了 ...

  10. 详解synchronized与Lock的区别与使用

    知识点 1.线程与进程 在开始之前先把进程与线程进行区分一下,一个程序最少需要一个进程,而一个进程最少需要一个线程.关系是线程–>进程–>程序的大致组成结构.所以线程是程序执行流的最小单位 ...

随机推荐

  1. git - 移除文件以及取消对文件的跟踪

    要从 Git 中移除某个文件,就必须要从已跟踪文件清单中移除(确切地说,是从暂存区域移除),然后提交.可以用 git rm 命令完成此项工作,并连带从工作目录中删除指定的文件,这样以后就不会出现在未跟 ...

  2. asp.net core session的使用

    Session介绍 本文假设读者已经了解Session的概念和作用,并且在传统的.net framework平台上使用过. Asp.net core 1.0好像需要单独安装,在nuget控制台,选择你 ...

  3. 利用dwebsocket在Django中使用Websocket

    一.Websockets介绍 随着互联网的发展,传统的HTTP协议已经很难满足Web应用日益复杂的需求了.近年来,随着HTML5的诞生,WebSocket协议被提出,它实现了浏览器与服务器的全双工通信 ...

  4. BZOJ4989 [Usaco2017 Feb]Why Did the Cow Cross the Road 树状数组 逆序对

    欢迎访问~原文出处——博客园-zhouzhendong 去博客园看该题解 题目传送门 - BZOJ4989 题意概括 一条马路的两边分别对应的序列A.B,长度为n,两序列为1到n的全排列.当Ai=Bj ...

  5. Srorm并发机制

    一:介绍 1.运行组件 2.并发度 就是executor数量 executor线程是物理线程 task是执行线程 二:增加并发度 三:Worker层次 1.worker工作进程上 各个Spout组件. ...

  6. ubuntu16.04下vim的安装与配置

    一.安装vim 使用命令 $ sudo apt-get install vim  来安装vim,安装后的vim需要进行一些配置,不然使用起来会有些不方便,比如不会自动缩进. 二.配置vim 使用命令  ...

  7. centos7 安装步骤

    这里选择64位 32位没有找到网卡... 注:这里是网络类型分配,网络类型分配分为三种,Bridge,NAT和Host-Only,大概区别是 1 BRIDGE  桥接:相当于主机和虚拟机连接到同一个h ...

  8. python tkinter-窗体

    1.导入自带的包名 import tkinter 2.创建一个窗体对象 form=Tkinter.Tk() 3.显示窗体(这句应该是所有的设置部署完最后执行的一句代码) form.mainloop() ...

  9. POJ 2752 (kmp求所有公共前后缀长度)

    <题目链接> <转载于> 题目大意:  给出一个字符串str,求出str中存在多少子串,使得这些子串既是str的前缀,又是str的后缀.从小到大依次输出这些子串的长度.即输出该 ...

  10. UVA 624 CD[【01背包】(输出路径)

    <题目链接> 题目大意: 你要录制时间为N的带子,给你一张CD的不同时长的轨道,求总和不大于N的录制顺序 解题分析: 01背包问题,需要注意的是如何将路径输出. 由于dp时是会不断的将前面 ...