锁的初步认识


说到锁,相信大家都不陌生,这是我们生活中非常常见的一种东西,它的形状也各式各样。在生活中,我们通常用锁来锁住房子的大门、装宠物的笼子、装衣服的衣柜、以及装着我们一些小秘密的小抽屉......

那么相同的,Java中的锁也各式各样,我们往往按照是否含有某一特性来定义锁,并将锁进行归、分组,具体可分为以下几种:

而这些锁在Java中的具体实现都离不开synchronized 关键字和java.util.concurrent.locks.Lock接口类,本篇随笔就以synchronized关键字和Lock接口的实现类ReentrantLock来展示对锁的简单使用。

synchronized 内置锁(隐式锁)


作为Java中53个关键字的其中之一,synchronized占有举重若轻的地位,它是Java语言本身为我们提供的一种同步锁,所以又被称为内置锁隐式锁

1、从语法维度上来讲,synchronized一共有三种用法:

  • 静态方法上加关键字
 public static synchronized void add(){}
  • 实例方法上加关键字
public synchronized void add(){}
  • 方法中使用同步代码块
public void add(){
synchronized(this){}
}

在讲解这些用法之前,我们先来看一段代码:

/**
* @author cai
*/
public class SynDemo {
private static int num = 0; private static final int ADD_NUM = 2000;
private static final int THREAD_NUM = 5; private static class UserThread extends Thread { private SynDemo synDemo; public UserThread(String threadName, SynDemo synDemo) {
super(threadName);
this.synDemo = synDemo;
} @Override
public void run() {
synDemo.add();
}
} public void add() {
for (int i = 0; i < ADD_NUM; i++) {
num++;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " 运行完之后的结果为:" + num);
} public static void main(String[] args) {
// 开启5个线程,使num累计计数到10000
SynDemo synDemo = new SynDemo();
for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) {
UserThread userThread = new UserThread("thread_" + i, synDemo);
userThread.start();
}
}
}

如代码中一般,我们开启5个线程,并循环使num变量累计计数,同时打印每个线程运行完之后,num变量的数值,那么我们所期待的结果一定是这样的:

然而这是在没有考虑并发的情况下的理想结果,但现实却是:在线程thread_0还没从循环中脱离时,线程thread_1已经进入了循环,从而导致了num变量的多次计数,所以就变成了以下结果(运行结果不止这一种,我只是选取了随机的一种,以下代码的运行结果都是这样。):

那么我们用上synchronized关键字,再来看看运行结果:

1.1 实例方法上加关键字

/**
* 在实例方法 (普通方法) 上加关键字
*/
public synchronized void add() {
for (int i = 0; i < ADD_NUM; i++) {
num++;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 运行完之后的结果为:" + num);
}

这时的运行结果就变成了这样:

这里的线程顺序问题不用纠结,因为synchronized是一种非公平锁,线程不会按顺序去排队,而是争先恐后的去抢这唯一的一把锁,所以每次的运行结果中的线程顺序大多不相同,但num变量的计数结果确实与我们所期望的结果相符合的。

1.2 静态方法上加关键字

/**
* 在静态方法上加关键字
*/
public static synchronized void add() {
for (int i = 0; i < ADD_NUM; i++) {
num++;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 运行完之后的结果为:" + num);
}

结果:

1.3 方法中使用同步代码块

public void add() {
synchronized (this){
for (int i = 0; i < ADD_NUM; i++) {
num++;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 运行完之后的结果为:" + num);
}
}

结果:

从结果上来看,以上三种的加锁方式都能满足我们的需求,使num变量计数到10000,但不论在我们日常使用上,还是从Java语言本身的建议上讲,更推荐使用第三种用法,即在方法中使用同步代码块的用法,这种方法的性能要比前面两种更好一些,至于为什么,就是属于JVM层次的研究了,这里不多赘述。

再回到我们的第三种用法,其实它不止这一种写法,我们可以按上述的代码样式书写:synchronized(this){},也可以这样写:synchronized(SynDemo.class){},还有private SynDemo synDemo = new SynDemo(); synchronized(synDemo){}这样的写法。看到这里,肯定有很多人的心里不禁的浮现出三个大字:WTF ? ? ?,这都是些什么玩意!!!!synchronized到底锁住的是谁!???

那么我们就来从另一个维度来揭露一下。

2、从synchronized锁的是谁的维度来讲,一共有两种情况:

2.1 对象锁

我们这里先保留上面 1.3 中的代码不变,稍稍变动一下main方法中的代码:

如上图所示,将创建synDemo对象的代码从for循环外移入for循环内,这样的话,我们每次新建线程时所传入的synDemo对象是不同的,这时候再来看看运行的结果:

这样的结果又和我们的期望大相径庭,那么我们是不是可以认定synchronized(this){}锁住的就是对象呢?让我们再来看一个实例:

/**
* @author cai
*/
public class SynDemo {
private static int num = 0; private static final int ADD_NUM = 2000;
private static final int THREAD_NUM = 5; // 共享的对象
private static SynDemo synDemo = new SynDemo(); private static class UserThread extends Thread { /*public UserThread(String threadName, SynDemo synDemo) {
super(threadName);
this.synDemo = synDemo;
}*/ public UserThread(String threadName){
super(threadName);
}
@Override
public void run() {
synDemo.add();
}
} public void add() {
synchronized (synDemo){
for (int i = 0; i < ADD_NUM; i++) {
num++;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " 运行完之后的结果为:" + num);
} } public static void main(String[] args) {
// 开启5个线程,使num累计计数到10000
// SynDemo synDemo = new SynDemo();
for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) {
// SynDemo synDemo = new SynDemo();
UserThread userThread = new UserThread("thread_" + i);
userThread.start();
}
}
}

如图,我们将UserThread类的构造器做一下改变,并将SynDemo对象共享出来,同时换上第三种写法:private SynDemo synDemo = new SynDemo(); synchronized(synDemo){},这时的结果为:

从结果我们可以推断出synchronized(this){}private SynDemo synDemo = new SynDemo(); synchronized(synDemo){}这两种写法中synchronized锁住的是类的对象:在类的对象相同的情况下,多个线程访问一段加锁( 对象锁 )的代码时,只有一个线程能拿到锁

2.2 类锁

我们来回到2.1中的最初代码,将synchronized (this) {}改为synchronized (SynDemo.class){}

public void add() {
// synchronized (this) {
synchronized (SynDemo.class){
for (int i = 0; i < ADD_NUM; i++) {
num++;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " 运行完之后的结果为:" + num);
} } public static void main(String[] args) {
// 开启5个线程,使num累计计数到10000
// SynDemo synDemo = new SynDemo();
for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) {
SynDemo synDemo = new SynDemo();
UserThread userThread = new UserThread("thread_" + i, synDemo);
userThread.start();
}
}

结果:

由此可见,synchronized (SynDemo.class){}是对SynDemo整个类进行加锁,所以即便每个线程传入的synDemo对象不同,但在运行加锁代码块时,都要去抢夺锁,所以num变量每次打印的计数值都是符合我们心里的预期的。

讲到这里,肯定会有人好奇:synchronized另外两种用法锁住的是对象还是呢?让我们修改一下代码看看:

 public synchronized void add() {
// synchronized (this) {
// synchronized (SynDemo.class){
for (int i = 0; i < ADD_NUM; i++) {
num++;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " 运行完之后的结果为:" + num);
// } } public static void main(String[] args) {
// 开启5个线程,使num累计计数到10000
// SynDemo synDemo = new SynDemo();
for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) {
SynDemo synDemo = new SynDemo();
UserThread userThread = new UserThread("thread_" + i, synDemo);
userThread.start();
}
}

结果:

public static synchronized void add() {
// synchronized (this) {
// synchronized (SynDemo.class){
for (int i = 0; i < ADD_NUM; i++) {
num++;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " 运行完之后的结果为:" + num);
// } }

结果:

结论

由上面的各种代码的运行结果,我们可以得出以下结论

  • public synchronized void add(){}synchronized(this){}private SynDemo synDemo = new SynDemo(); synchronized(synDemo){}这三种写法中的synchronized锁住的都是对象,即对象锁
  • public static synchronized void add(){}synchronized(SynDemo.class){}这两种写法中的synchonized锁住的都是类,即类锁
  • 建议: 在日常工作或学习中,使用代码块加锁的方式。

Lock 显示锁


synchronized不同,LockJDK1.5为我们提供的一个api,所以它与synchronized一明一暗,被称为显示锁

Lock作为一个接口,有着多个实现类:ReadLockReentrantLockWriteLock ......

而我们今天的主角便是:ReentrantLock,先来看看如何使用:

private static Lock lock = new ReentrantLock();

public void add() {
// 拿到锁
lock.lock();
try {
for (int i = 0; i < ADD_NUM; i++) {
num++;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " 运行完之后的结果为:" + num);
} finally {
// 释放锁
lock.unlock(); }
}

synchronized不同,lock并没有类锁和对象锁的分类,它的用法也是非常的简单,lock()方法是当前线程拿到锁,unlock()方法是当前线程释放锁。是的,locksynchronized最大的不同就是lock需要线程自己去释放锁,而synchronizedJVM帮我们释放锁。如果当前拿到锁的线程不及时的调用unlock()方法时,程序将不会终止,所有的线程都会卡在方法外。

我们先来看看上面代码的运行结果:

我们再将unlock()方法注释掉看看:

private static Lock lock = new ReentrantLock();

    public void add() {
// 拿到锁
lock.lock();
try {
for (int i = 0; i < ADD_NUM; i++) {
num++;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " 运行完之后的结果为:" + num);
} finally {
// 释放锁
// lock.unlock(); }
}

结果:

正如上面所说的那般,程序不会终止,仅有一个线程打印了结果。

结论

  • 使用lock锁时,必须在try{}代码块之前调用lock()方法,并在finally{}代码块中调用unlock()方法及时的释放锁。

最后


synchronizedLock不论在本质还是用法上面都有很多的不同,不是一两句就能讲清楚的,在以后的随笔中,我会逐步的去分享Lock中的各种方法,会将sychronizedLock的不同做个最后的总结,这也是非常重要的一个知识点。

Java线程知识:二、锁的简单使用的更多相关文章

  1. java线程之二(synchronize和volatile方法)

    要说明线程同步问题首先要说明Java线程的两个特性,可见性和有序性.多个线程之间是不能直接传递数据交互的,它们之间的交互只能通过共享变量来实现.拿上篇博文中的例子来说明,在多个线程之间共享了Count ...

  2. Java线程知识

    概念 线程生命周期 Java线程模型 线程方法 线程优先级 线程同步 线程在多任务处理应用程序中有着至关重要的作用 概念 基本概念 进程:在操作系统中每个独立运行的程序就是一个进程 线程:程序执行的一 ...

  3. java 基础知识二 基本类型与运算符

    java  基础知识二 基本类型与运算符 1.标识符 定义:为类.方法.变量起的名称 由大小写字母.数字.下划线(_)和美元符号($)组成,同时不能以数字开头 2.关键字 java语言保留特殊含义或者 ...

  4. Java线程知识拾遗

    知识回顾 进程与线程是常常被提到的两个概念.进程拥有独立的代码段.数据空间,线程共享代码段和数据空间,但有独立的栈空间.线程是操作系统调度的最小单位,通常一个进程会包含一个或多个线程.多线程和多进程都 ...

  5. Java 线程安全 与 锁

    Java 线程安全 与 锁 多线程内存模型 线程私有栈内存 每个线程 私有的内存区域 进程公有堆内存 同一个进程 共有的内存区域 为什么会有线程安全问题? 多个线程同时具有对同一资源的操作权限,又发生 ...

  6. Java线程同步与锁

    一.synchronized synchronized锁什么?锁对象.可能锁对象包括: this, 临界资源对象,Class类对象. 1,同步方法 synchronized T methodName( ...

  7. 【Thread】java线程之对象锁、类锁、线程安全

    说明: 1.个人技术也不咋滴.也没在项目中写过线程,以下全是根据自己的理解写的.所以,仅供参考及希望指出不同的观点. 2.其实想把代码的github贴出来,但还是推荐在初学的您多亲自写一下,就没贴出来 ...

  8. 【Java线程安全】锁

    Java都有哪些锁? synchronized 和 reentranlock是最常见的,其中前者又JVM提供实现,后者有专门对应的java.util.concurrent包提供:同时后者功能更加丰富. ...

  9. Java基础知识之锁

    Java中实现锁的方式有多种,并且锁的分类也有很多,这篇文章会从锁分类方面简单介绍各分类的锁的特点. 悲观锁和乐观锁 悲观锁:先假设别人也会对数据就行修改,所以先获得锁再进行操作.一个县城在获得锁之后 ...

随机推荐

  1. SCOI 2010 连续攻击游戏(贪心,图论)

    SCOI 2010 连续攻击游戏 solution 直接就硬刚 我愿称贪心为暴力 因为题目中要求一定从小到大贪心,那么当前点的下标有能够选取的较大点,那么它一定可以和前面的一个较小点连接,所以可以直接 ...

  2. springmvc返回接口中long型,页面接收时值却变了

    Java序列化JSON时long型数值不准确 现象 项目中用到了唯一ID生成器.生成出的ID时long型的(比如说4616189619433466044).通过某个rest接口中返回json数据后,发 ...

  3. JAVASE经典面试问题(必须熟背),你Get到了吗?

    JAVASE经典面试问题(必须熟背) 1. 编译java程序使用什么命令?运行java使用什么命令? javac *.java java 类名 2. 什么是JDK,什么是JRE,JDK与JRE有什么区 ...

  4. adb devices 不能连接设备 could not install *smartsocket* listener

    cmd以管理员身份运行命令adb devices  或adb reverse tcp:8081 tcp:8081,无法连接设备,出现上图信息. 输入命令:adb kill-server 再输入:adb ...

  5. WPF DataGrid ScrollBar Style

    效果图如下 代码 <DataGrid.Resources> <Style TargetType="{x:Type ScrollBar}"> <Sett ...

  6. HDFS读写流程(重点)

    @ 目录 一.写数据流程 举例: 二.异常写流程 读数据流程 一.写数据流程 ①服务端启动HDFS中的NN和DN进程 ②客户端创建一个分布式文件系统客户端,由客户端向NN发送请求,请求上传文件 ③NN ...

  7. day53 作业

    写一个博客首页 <!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="U ...

  8. ElasticSearch 定时批量删除N天前的数据

    描述: 之前我已经完成了使用ElasticSearch.kibana.filebeat.三个工具完成分布式集群收集 分布在各个ip地址上的微服务日志,这样就可以统一的在一个服务器上查看了所有的微服务产 ...

  9. DVWA学习记录 PartⅠ

    DVWA介绍 DVWA(Damn Vulnerable Web Application)是一个用来进行安全脆弱性鉴定的PHP/MySQL Web应用,旨在为安全专业人员测试自己的专业技能和工具提供合法 ...

  10. 数据可视化实例(三): 散点图(pandas,matplotlib,numpy)

    关联 (Correlation) 关联图表用于可视化2个或更多变量之间的关系. 也就是说,一个变量如何相对于另一个变化. 散点图(Scatter plot) 散点图是用于研究两个变量之间关系的经典的和 ...