在JDK5.0版本之前,重入锁的性能远远好于synchronized关键字,JDK6.0版本之后synchronized 得到了大量的优化,二者性能也不分伯仲,但是重入锁是可以完全替代synchronized关键字的。除此之外,重入锁又自带一系列高逼格UBFF:可中断响应、锁申请等待限时、公平锁。另外可以结合Condition来使用,使其更是逼格满满。
从上可以看出,使用重入锁进行加锁是一种显式操作,通过何时加锁与释放锁使重入锁对逻辑控制的灵活性远远大于synchronized关键字。同时,需要注意,有加锁就必须有释放锁,而且加锁与释放锁的分数要相同,这里就引出了“重”字的概念,如上边代码演示,放开①、②处的注释,与原来效果一致。
对于synchronized块来说,要么获取到锁执行,要么持续等待。而重入锁的中断响应功能就合理地避免了这样的情况。比如,一个正在等待获取锁的线程被“告知”无须继续等待下去,就可以停止工作了。直接上代码,来演示使用重入锁如何解决死锁:
Synchronized的缺陷
synchronized是java中的一个关键字,也就是说是Java语言内置的特性。那么为什么会出现Lock呢?
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,而这里获取锁的线程释放锁只会有两种情况: 1.获取锁的线程执行完了该代码块,然后线程释放对锁的占有; 2.线程执行发生异常,此时JVM会让线程自动释放锁。 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。 因此就需要有一种机制可以不让等待的线程一直无期限地等待下去(比如只等待一定的时间或者能够响应中断),通过Lock就可以办到。 再举个例子:当有多个线程读写文件时,读操作和写操作会发生冲突现象,写操作和写操作会发生冲突现象,但是读操作和读操作不会发生冲突现象。
但是采用synchronized关键字来实现同步的话,就会导致一个问题: 如果多个线程都只是进行读操作,所以当一个线程在进行读操作时,其他线程只能等待无法进行读操作。 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)Lock不是Java语言内置的,synchronized是Java语言的关键字,因此是内置特性。Lock是一个类,通过这个类可以实现同步访问;
2)Lock和synchronized有一点非常大的不同,采用synchronized不需要用户去手动释放锁,当synchronized方法或者synchronized代码块执行完之后,系统会自动让线程释放对锁的占用;而Lock则必须要用户去手动释放锁,如果没有主动释放锁,就有可能导致出现死锁现象。
锁的相关概念介绍
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。举个简单的例子,当一个线程执行到某个synchronized方法时,比如说method1,而在method1中会调用另外一个synchronized方法method2,此时线程不必重新去申请锁,而是可以直接执行方法method2。 2.可中断锁 synchronized就是不可中断的锁,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。 公平锁即尽量以请求锁的顺序来获取锁。比如同是有多个线程在等待一个锁,当这个锁被释放时,等待时间最久的线程(最先请求的线程)会获得该所,这种就是公平锁。 非公平锁即无法保证锁的获取是按照请求锁的顺序进行的。这样就可能导致某个或者一些线程永远获取不到锁。 在Java中,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。
- 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。上面已经演示过了读写锁的使用方法,在此不再赘述。
synchronized锁的对象是谁?
1.用在代码块上,锁住的是括号内的对象 2.用在成员函数上,锁住该方法的对象.(对象锁) 3.用在静态方法上,锁住该类的字节码文件对象.(类锁)
锁的简单应用
用lock来保证原子性 原子性:不可分,从头执行到尾,不能被其他线程同时执行. 可以通过CAS来实现原子操作:CAS(compare and swap): CAS操作需要输入两个数值,一个旧值(期望操作前的值)和一个新值,在操作期间先比较下旧值有没有发生变化,如果没有发生变化,才交换成新值,发生了变化则不交换。 CAS主要通过compareAndSwapXXX()方法来实现,而这个方法的实现需要涉及底层的unsafe类 unsafe类:java不能直接访问操作系统底层,而是通过本地方法来访问。Unsafe类提供了硬件级别的原子操作.