Java多线程Day17-JUC锁基本概念

妖狐艹你老母 2022-12-20 03:24 162阅读 0赞

### JUC锁基本概念 ###

*  基本概念
 *  同步锁
 *  JUC锁
 *   *  Lock
     *  ReentrantLock
     *  ReentrantReadWriteLock
     *  ReadWriteLock
     *  LockSupport
     *  Condition
     *  AbstractQueuedSynchronizer
     *  AbstractQueuedLongSynchronizer
     *  AbstractOwnableSynchronizer
     *  CountDownLatch
     *  CyclicBarrier
     *  Semaphore

# 基本概念 #

*  根据锁添加到**Java**中的时间 **,Java**中的锁分为同步锁和**JUC**包中的锁**JUC**锁

# 同步锁 #

*  通过**synchronized**关键字来进行同步,来实现对资源进行互斥访问的锁
 *  **同步锁的原理:**
    
     *  对于每一个对象有且仅有一个同步锁
     *  不同的线程都可以访问同步锁,但是在同一个时间点,有且只有一个线程可以获取到同步锁
     *  获取到同步锁的线程可以进行**CPU**调度,从而在**CPU**上执行线程
     *  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可以继续运行

# JUC锁 #

![在这里插入图片描述][4fad81a35266b9dd0cfb51b71ddd8fee.png_pic_center]

*  **JUC中的锁包括:**
    
     *  **Lock**接口
     *  **ReentrantLock**独占锁
     *  **ReadWriteLock**接口
     *  **ReentrantReadWriteLock**读写锁
     *  **LockSupport**阻塞原语
     *  **Condition**条件
     *  三个抽象类:
        
         *  **AbstractOwnableSynchronizer**
         *  **AbstractQueuedSynchronizer**
         *  **AbstractQueuedLongSynchronizer**
     *  其余包括**CountDownLatch, CyclicBarrier**和**Semaphore**是通过**AQS**实现的

## Lock ##

*  **JUC**包中的**Lock**接口支持语义不同的锁
 *  语义不同是指锁可以有公平机制的锁,非公平机制的锁,可重入的锁等
 *  **公平机制的锁:**
    
     *  不同线程获取锁的机制是公平的
 *  **非公平机制的锁:**
    
     *  不同线程获取锁的机制是非公平的
 *  **可重入的锁:**
    
     *  一个锁可以被一个线程多次获取

## ReentrantLock ##

*  **ReentrantLock**是一个独占锁,同一个时间点只能被一个线程获取到
 *  **ReentrantLock**锁包括公平的**ReentrantLock**和非公平的**ReentrantLock:**
    
     *  **公平的ReentrantLock:** 不同线程获取锁的机制是公平的
     *  **非公平的ReentrantLock:** 不同的线程获取锁的机制是非公平的
 *  **ReentrantLock**是一个可重入的锁
 *  **ReentrantLock**的**UML**图:  
    ![在这里插入图片描述][0471722dae28729c50b2b86da35382a1.png_pic_center]
 *  **ReentrantLock**实现了**Lock**接口
 *  **ReentrantLock**中有一个**Sync**类型的成员变量**sync**
 *  **Sync**是一个抽象类,继承自**AQS**类
 *  **ReentrantLock**中有公平锁类**FairSync**和非公平锁类**NonfairSync.** 都是**Sync**的子类
 *  **ReentrantLock**默认是非公平锁

## ReentrantReadWriteLock ##

*  **ReentrantReadWriteLock**是读写锁接口**ReadWriteLock**的实现类,包括子类**ReadLock**和**WriteLock**
    
     *  **ReadLock**是共享锁
     *  **WriteLock**是独占锁
 *  **ReentrantReadWriteLock**的**UML**图:  
    ![在这里插入图片描述][8d753cc0f9488dcc2a7fc53f7ae191cc.png_pic_center]
 *  **ReentrantReadWriteLock**实现了**ReadWriteLock**接口
 *  **ReentrantReadWriteLock**中包含**Sync**对象,读锁**ReadLock**和写锁**WriteLock.** 读锁**ReadLock**和写锁**WriteLock**都实现了**Lock**接口
 *  **ReentrantReadAndWriteLock**中包含一个**Sync**类型的成员变量**sync.Sync**是一个抽象类,继承自**AQS.Sync**中也包含公平所**FairSync**和非公平锁**NonfairSync**

## ReadWriteLock ##

*  **ReadWriteLock**接口定义了读取者共享而写入者独占的锁
 *  **JUC**包中的**ReentrantReadWriteLock**实现类该接口
 *  可以自定义**ReadWriteLock**锁的实现

## LockSupport ##

*  **LockSupport**提供了创建锁和其余同步类的基本线程阻塞原语
 *  **LockSupport**的功能类似于线程**Thread**中的**Thread.suspend()** 和**Thread.resume()**
 *  **LockSupport**中有**park()** 和**unpark()** 方法分别是阻塞进程和解除阻塞进程,但是不会遇到死锁的情况

## Condition ##

*  **Condition**需要和**Lock**联合使用.作用是用来代替**Object**监视器方法,可以通过**await()** 来休眠和**signal()** 来唤醒线程
 *  **Condition**接口中定义了与锁相关联的条件变量.这些变量的用法类似于**Object**访问的隐式监视器,但是功能更加强大
 *  一个**Lock**接口可能于多个**Condition**对象相关联

## AbstractQueuedSynchronizer ##

*  **AbstractQueuedSynchronizer**就是**AQS**类
 *  用来定义锁以及依赖于排队阻塞进程的其余的同步器
 *  **ReentrantLock, ReentrantReadWriteLock, CountDownLatch, CyclicBarrier**和**Semaphore**类都是基于**AQS**类实现的

## AbstractQueuedLongSynchronizer ##

*  **AbstractQueuedLongSynchronizer**类功能和**AbstractQueuedSynchronizer**类似
 *  **AbstractQueuedLongSynchronizer**提供了对**64**位的支持

## AbstractOwnableSynchronizer ##

*  **AbstractOwnableSynchronizer**类用于记录当前保持独占的同步线程
 *  **AbstractQueuedSynchronizer**和**AbstractQueuedLongSynchronizer**都实现自**AbstractOwnableSynchronizer**类

## CountDownLatch ##

*  **CountDownLatch**是一个同步辅助类,在完成一组正在其余线程中执行的操作之前,允许一个或者多个线程一直等待
 *  **CountDownLatch**的**UML**图:  
    ![在这里插入图片描述][0a680c4f780cb5685a9cab89d15b0129.png_pic_center]
 *  **CountDownLatch**中包含了**Sync**类型的**sync**对象 **.CountDownLatch**是**Sync**的一个实例,继承自**AQS**

## CyclicBarrier ##

*  **CyclicBarrier**是一个同步辅助类,允许一组线程相互等待,直到到达某个公共屏障点**common barrier point**
 *  因为**barrier**在释放等待线程后可以重用,所以称作循环**barrier**  
    ![在这里插入图片描述][c555694473bc435fcfb115499365efed.png_pic_center]
 *  **CyclicBarrier**包含**ReentrantLock**类型的**lock**和**Condition**类型的**trip.** 是通过独占锁实现的
 *  **CyclicBarrier和CountDownLatch的区别:**
    
     *  **CyclicBarrier**则是允许**N**个线程相互等待 **; CountDownLatch**的作用是允许**1**个或者**N**个线程等待其余线程完成执行
     *  **CyclicBarrier**的计数器可以被重置后使用,因此称作可循环的**barrier; CountDownLatch**的计数器无法被重置

## Semaphore ##

*  **Semaphore**是一个计数信号量,本质是一个共享锁
 *  **信号量中维护一个信号量许可集:**
    
     *  线程可以通过调用**acquire()** 来获取信号量的许可
     *  当信号量中有可用的许可时,线程可以获取该许可; 否则线程必须等待,直到有可用的许可为止
     *  线程可以通过调用**release()** 来释放所持有的信号量许可
 *  **Semaphore**的**UML**图:  
    ![在这里插入图片描述][6012bdfc81f1ab02601e95b32456556e.png_pic_center]
 *  **Semaphore**包含**Sync**类型的**sync**对象
 *  **Sync**继承自**AQS**抽象类,包括公平信号量**FairSync**和非公平信号量**NonfairSync**

[4fad81a35266b9dd0cfb51b71ddd8fee.png_pic_center]: /images/20221120/035a78f843cf4c47b9f0f9800eb58b93.png
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