Lock、synchronized和ReadWriteLock的区别和联系以及Condition

    xiaoxiao2021-08-21  114

    在java多线程编程中,可能我们经常会遇到线程同步的问题,可以使用synchronized或者Lock和ReadWriteLock去控制同步锁,他们都能实现线程的同步,下面来分析下这几种方式的区别:

    1.synchronized

    它可以锁住一个方法或者一段代码块,伪代码如下:

    //锁住方法 public synchronized void test(){ doSomething... } //锁住代码块 public synchronized void test(){ doSomething... synchronized( any object ){ 锁住的代码块 } }

    有多个线程ThreadA、ThreadB…ThreadN等,它们同时去执行一段被synchronized修饰的代码块,如果这里ThreadB抢到了同步锁,那么其他的线程都必须等待,ThreadB只有两种情况下会释放锁:

    1)ThreadB执行完了这段代码块,这个锁就会被释放; 2)当ThreadB执行这段代码块抛出异常的时候,jvm虚拟机也会释放这个锁。

    如果ThreadB执行时间特别长,那么其他的线程就会一直等待,这样会照成很大的资源浪费,并且没有效率。

    2.Lock

    它就规避了synchronized的缺点,它是一个接口,里面有如下四个锁方法和一个解锁方法

    public interface Lock { void lock(); void lockInterruptibly() throws InterruptedException; boolean tryLock(); boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException; void unlock(); }

    Lock有一个实现类:ReentrantLock,它实现了Lock里面的方法,但是使用Lock的时候必须注意它不会像synchronized执行完成之后或者抛出异常之后自动释放锁,而是需要你主动释放锁,所以我们必须在使用Lock的时候加上try{}catch{}finally{}块,并且在finally中释放占用的锁资源。

    Lock和synchronized最大的区别就是当使用synchronized,一个线程抢占到锁资源,其他线程必须像SB一样得等待;而使用Lock,一个线程抢占到锁资源,其他的线程可以不等待或者设置等待时间,实在抢不到可以去做其他的业务逻辑。

    1)lock()这个方法用来获取锁,如果已经被其他线程抢占则等待,最后需要自己释放资源,伪代码如下:

    Lock lock = new ReentrantLock(); //线程1 new Thread(){ run(){ dosomething... lock.lock(); try{ dosomething... }catch(Exception e){ catch exception... }finally{ lock.unlock(); } } }.start(); //线程2 new Thread(){ run(){ dosomething... lock.lock(); try{ dosomething... }catch(Exception e){ catch exception... }finally{ lock.unlock(); } } }.start();

    2)tryLock()这个方法是当前线程去主动尝试获取锁资源,如果获取成功会有个返回值true,失败即返回false。这样的话拿到锁的线程会去执行锁住的资源,而没拿到资源的会马上返回false不会等待,伪代码如下:

    Lock lock = new ReentrantLock(); //线程1 new Thread(){ run(){ dosomething... boolean flag = lock.tryLock(); if(flag ){ try{ dosomething... }catch(Exception e){ catch exception... }finally{ lock.unlock(); } } } }.start(); //线程2 new Thread(){ run(){ dosomething... boolean flag = lock.tryLock(); if(flag ){ try{ dosomething... }catch(Exception e){ catch exception... }finally{ lock.unlock(); } } } }.start();

    3)tryLock(long time, TimeUnit unit)这个方法和上面2的很相似,不过这个会等待一定时间,如果在等待期间获取锁,及当前线程顺利执行资源,反之不等待,伪代码如下(5秒之内抢不到就中断):

    Lock lock = new ReentrantLock(); //线程1 new Thread(){ run(){ dosomething... boolean flag = lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS); if(flag ){ try{ dosomething... }catch(Exception e){ catch exception... }finally{ lock.unlock(); } } } }.start(); //线程2 new Thread(){ run(){ dosomething... boolean flag = lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS); if(flag ){ try{ dosomething... }catch(Exception e){ catch exception... }finally{ lock.unlock(); } } } }.start();

    4)lockInterruptibly()这个方法是表示多个线程去抢夺锁资源,ThreadA线程抢到资源并执行的时候,其他线程在等待状态中,但是我们可以通过interrupt()这个方法使指定没有抢到锁资源的线程中断等待。

    Lock lock = new ReentrantLock(); ThreadA.start(); ThreadB.start(); dosomething.... ThreadB.interrupt(); run(){ dosomething... boolean flag = lock.lockInterruptibly(); try{ dosomething... }catch(Exception e){ catch exception... }finally{ lock.unlock(); } } 3.ReadWriteLock(读多写少的场景,读读共享,其他全互斥)

    它可以实现读写锁,当读取的时候线程会获得read锁,其他线程也可以获得read锁同时并发的去读取,但是写程序运行获取到write锁的时候,其他线程是不能进行操作的,因为write是排它锁,而上面介绍的两种不管你是read还是write没有抢到锁的线程都会被阻塞或者中断,它也是个接口,里面定义了两种方法readLock()和readLock(),他的一个实现类是ReentrantReadWriteLock。

    public interface ReadWriteLock { Lock readLock(); Lock writeLock(); }

    伪代码如下:

    private ReentrantReadWriteLock rrwl = new ReentrantReadWriteLock(); ThreadA.do{ read(); write(); } ThreadB.do{ read(); write(); } //读操作 read(){ rrwl.readLock().lock(); try{ read something... }catch(exception e){ catch exception... }finally{ rrwl.readLock().unlock(); } } //写操作 write(){ rrwl.writeLock().lock(); try{ write something... }catch(exception e){ catch exception... }finally{ rrwl.writeLock().unlock(); } }

    使用ReentrantLock 也可以实现Object中的notify与wait功能(这两个方法需要配合synchronized关键字使用)。

    那就是:Condition

    private Lock lock = new ReentrantLock(); private Condition condition = lock.newCondition();

    当使用如下的方法就相当于使用Object类的 wait

    condition.await();

    使用如下方法相当于使用Object类的 notify

    condition.signal();
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