java lock机制_转载：Java Lock机制解读

叁歲伎倆 2022-11-02 11:52 117阅读 0赞

Java Lock机制解读

欢迎转载： https://blog.csdn.net/chengyuqiang/article/details/79181229

1、synchronized

synchronized是Java语言内置的特性，用来实现对资源的同步访问以及用wait和notify来实现线程间通信。如果一个代码块被synchronized修饰了，当一个线程获取了对应的锁，并执行该代码块时，其他线程便只能一直等待，等待获取锁的线程释放锁。

存在问题：那么如果这个获取锁的线程由于要等待IO或者其他原因(比如调用sleep方法)被阻塞了，但是又没有释放锁，其他线程便只能干巴巴地等待，试想一下，这多么影响程序执行效率。因此我们需要不论程序的代码块执行的如何最终都将锁对象进行释放，方便其他线程的执行。

2、引入Lock

虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题，但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁，同时为了更好地释放锁，为了更清晰的表达如何加锁和释放锁，从Java5开始提供了一个新的锁对象Lock。

java.util.concurrent.locks包为锁和等待条件提供一个框架的接口和类，结构如下图所示。

![7fdb1930315aac005f62f5469056552d.png][]

(1)Lock和ReadWriteLock是两大锁根接口，Lock代表实现类是ReentrantLock(可重入锁)，ReadWriteLock(读写锁)的代表实现类是ReentrantReadWriteLock。

Lock 接口支持那些语义不同(重入、公平等)的锁规则，可以在非阻塞式结构的上下文(包括 hand-over-hand 和锁重排算法)中使用这些规则。主要的实现是 ReentrantLock。

ReadWriteLock 接口以类似方式定义了一些读取者可以共享而写入者独占的锁。此包只提供了一个实现，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。

(2)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。

3、Lock解读

Lock接口有6个方法

//获取锁

voidlock()//如果当前线程未被中断，则获取锁

voidlockInterruptibly()//返回绑定到此 Lock 实例的新 Condition 实例

Condition newCondition()//仅在调用时锁为空闲状态才获取该锁

booleantryLock()//如果锁在给定的等待时间内空闲，并且当前线程未被中断，则获取锁

boolean tryLock(longtime, TimeUnit unit)//释放锁

void unlock()

其中 lock与 unlock是最常用的方法，分别是获取与释放锁。

【例子1】Lock锁

packagedemo;importjava.util.concurrent.locks.Lock;importjava.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public classLockThread \{

Lock lock= newReentrantLock();public voidlock(String name) \{//获取锁

lock.lock();try\{

System.out.println(name+ " get the lock");//访问此锁保护的资源

\} finally\{//释放锁

lock.unlock();

System.out.println(name+ " release the lock");

\}public static voidmain(String\[\] args) \{

LockThread lt= newLockThread();new Thread(() -> lt.lock("A")).start();new Thread(() -> lt.lock("B")).start();

![bc870cfe36d6a65cb5350a12826fcdd4.png][]

从执行结果可以看出，A线程和B线程同时对资源加锁，A线程获取锁之后，B线程只好等待，直到A线程释放锁B线程才获得锁。

总结一下，也就是说Lock提供了比synchronized更多的功能。但是要注意以下几点：

1)synchronized是Java语言的关键字，因此是内置特性，Lock不是Java语言内置的，Lock是一个接口，通过实现类可以实现同步访问。

2)synchronized是在JVM层面上实现的，不但可以通过一些监控工具监控synchronized的锁定，而且在代码执行时出现异常，JVM会自动释放锁定，但是使用Lock则不行，lock是通过代码实现的，要保证锁定一定会被释放，就必须将unLock()放到finally\{\}中

3)在资源竞争不是很激烈的情况下，Synchronized的性能要优于ReetrantLock，但是在资源竞争很激烈的情况下，Synchronized的性能会下降几十倍，但是ReetrantLock的性能能维持常态。

4、ReadWriteLock解读

ReadWriteLock 接口只有两个方法：

//返回用于读取操作的锁

Lock readLock()//返回用于写入操作的锁

Lock writeLock()

ReadWriteLock 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，而写入锁是独占的。

【例子】三个线程同时对一个共享数据进行读写

packagedemo;importjava.util.Random;importjava.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;importjava.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;classQueue \{//共享数据，只能有一个线程能写该数据，但可以有多个线程同时读该数据。

private Object data = null;

ReadWriteLock lock= newReentrantReadWriteLock();//读数据

public voidget() \{//加读锁

lock.readLock().lock();try\{

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " be ready to read data!");

Thread.sleep((long) (Math.random() \* 1000));

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " have read data :" +data);

\}catch(InterruptedException e) \{

e.printStackTrace();

\}finally\{//释放读锁

lock.readLock().unlock();

\}//写数据

public voidput(Object data) \{//加写锁

lock.writeLock().lock();try\{

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " be ready to write data!");

Thread.sleep((long) (Math.random() \* 1000));this.data =data;

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " have write data: " +data);

\}catch(InterruptedException e) \{

e.printStackTrace();

\}finally\{//释放写锁

lock.writeLock().unlock();

\}public classReadWriteLockDemo \{public static voidmain(String\[\] args) \{final Queue queue = newQueue();//一共启动6个线程，3个读线程，3个写线程

for (int i = 0; i < 3; i++) \{//启动1个读线程

newThread() \{public voidrun() \{while (true) \{

queue.get();

\}.start();//启动1个写线程

newThread() \{public voidrun() \{while (true) \{

queue.put(new Random().nextInt(10000));

\}.start();

执行结果

Thread-0 be ready to read data!

Thread-2 be ready to read data!

Thread-4 be ready to read data!

Thread-2 have read data :null

Thread-0 have read data :null

Thread-4 have read data :null

Thread-5 be ready to write data!

Thread-5 have write data: 3872

Thread-1 be ready to write data!

Thread-1 have write data: 4744

Thread-3 be ready to write data!

Thread-3 have write data: 1371

Thread-2 be ready to read data!

Thread-0 be ready to read data!

Thread-4 be ready to read data!

Thread-2 have read data :1371

Thread-0 have read data :1371

Thread-4 have read data :1371

Thread-5 be ready to write data!

Thread-5 have write data: 2874

Thread-5 be ready to write data!

Thread-5 have write data: 389

Thread-5 be ready to write data!

Thread-5 have write data: 2512

Thread-5 be ready to write data!

Thread-5 have write data: 7455

Thread-5 be ready to write data!

Thread-5 have write data: 5141

Thread-5 be ready to write data!

Thread-5 have write data: 7709

Thread-1 be ready to write data!

Thread-1 have write data: 7670

Thread-1 be ready to write data!

Thread-1 have write data: 7144

Thread-1 be ready to write data!

Thread-1 have write data: 5673

Thread-1 be ready to write data!

Thread-1 have write data: 7810

Thread-1 be ready to write data!

Thread-1 have write data: 3937

Thread-3 be ready to write data!

Thread-3 have write data: 4259

Thread-2 be ready to read data!

Thread-0 be ready to read data!

Thread-4 be ready to read data!

Thread-0 have read data :4259

Thread-2 have read data :4259

Thread-4 have read data :4259

Thread-5 be ready to write data!

Thread-5 have write data: 9939

Thread-5 be ready to write data!

.....

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