synchronized同步关键字和lock的使用区别及应用场景

加同步格式:

                  synchronized( 需要一个任意的对象(锁) ){

                           代码块中放操作共享数据的代码。

                  }

当锁对象相同时 两个线程会争抢同一把锁  如果不是一把锁则各自执行自己的线程

  • 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。

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。

例子1:

  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。

例子2:

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,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。

 

  因此就需要一种机制来使得多个线程都只是进行读操作时,线程之间不会发生冲突,通过Lock就可以办到。

  另外,通过Lock可以知道线程有没有成功获取到锁。这个是synchronized无法办到的。

  总的来说,也就是说Lock提供了比synchronized更多的功能。

  • locksynchronized的区别

  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。

lock 是java.util.concurrent.locks下面的类

public interface Lock {

    void lock();

    void lockInterruptibly() throws InterruptedException;

    boolean tryLock();

    boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

    void unlock();

    }

Lock接口中每个方法的使用:

lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)、lockInterruptibly()是用来获取锁的。    unLock()方法是用来释放锁的。

 

四个获取锁方法的区别:

 

  lock()方法是平常使用得最多的一个方法,就是用来获取锁。如果锁已被其他线程获取,则进行等待。

由于在前面讲到如果采用Lock,必须主动去释放锁,并且在发生异常时,不会自动释放锁。因此一般来说,使用Lock必须在try{}catch{}块中进行,并且将释放锁的操作放在finally块中进行,以保证锁一定被被释放,防止死锁的发生。

 

tryLock()方法是有返回值的,它表示用来尝试获取锁,如果获取成功,则返回true,如果获取失败(即锁已被其他线程获取),则返回false,也就说这个方法无论如何都会立即返回。在拿不到锁时不会一直在那等待。

 

  tryLock(long time, TimeUnit unit)方法和tryLock()方法是类似的,只不过区别在于这个方法在拿不到锁时会等待一定的时间,在时间期限之内如果还拿不到锁,就返回false。如果如果一开始拿到锁或者在等待期间内拿到了锁,则返回true。

 

  lockInterruptibly()方法比较特殊,当通过这个方法去获取锁时,如果线程正在等待获取锁,则这个线程能够响应中断,即中断线程的等待状态。也就使说,当两个线程同时通过lock.lockInterruptibly()想获取某个锁时,假若此时线程A获取到了锁,而线程B只有等待,那么对线程B调用threadB.interrupt()方法能够中断线程B的等待过程。

  注意,当一个线程获取了锁之后,是不会被interrupt()方法中断的。

  因此当通过lockInterruptibly()方法获取某个锁时,如果不能获取到,只有进行等待的情况下,是可以响应中断的。

  而用synchronized修饰的话,当一个线程处于等待某个锁的状态,是无法被中断的,只有一直等待下去。

 

    • ReentrantLock

直接使用lock接口的话,我们需要实现很多方法,不太方便,ReentrantLock是唯一实现了Lock接口的类,并且ReentrantLock提供了更多的方法,ReentrantLock,意思是“可重入锁”

lock的用法

public class MyLockTest {
	private static ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
	static Lock lock = new ReentrantLock(); // 注意这个地方
	public static <E> void main(String[] args) {
		new Thread() {
			public void run() {
				Thread thread = Thread.currentThread();
				
				lock.lock();
				try {
					System.out.println(thread.getName() + "得到了锁");
					for (int i = 0; i < 5; i++) {
						arrayList.add(i);
					}
				} catch (Exception e) {
					// TODO: handle exception
				} finally {
					System.out.println(thread.getName() + "释放了锁");
					lock.unlock();
				}

			};
		}.start();
		
		new Thread() {
			public void run() {
				Thread thread = Thread.currentThread();
				lock.lock();
				try {
					System.out.println(thread.getName() + "得到了锁");
					for (int i = 0; i < 5; i++) {
						arrayList.add(i);
					}
				} catch (Exception e) {
					// TODO: handle exception
				} finally {
					System.out.println(thread.getName() + "释放了锁");
					lock.unlock();
				}

			};
		}.start();
	}

}
  • ReadWriteLock

  ReadWriteLock也是一个接口,在它里面只定义了两个方法:

public interface ReadWriteLock {

    /**

     * Returns the lock used for reading.

     *

     * @return the lock used for reading.

     */

    Lock readLock();

 

    /**

     * Returns the lock used for writing.

     *

     * @return the lock used for writing.

     */

    Lock writeLock();

}

  一个用来获取读锁,一个用来获取写锁。也就是说将文件的读写操作分开,分成2个锁来分配给线程,从而使得多个线程可以同时进行读操作。下面的ReentrantReadWriteLock实现了ReadWriteLock接口。

 

  • ReentrantReadWriteLock

  ReentrantReadWriteLock里面提供了很多丰富的方法,不过最主要的有两个方法:readLock()和writeLock()用来获取读锁和写锁。

Lock和synchronized的选择

   1)Lock是一个接口,而synchronized是Java中的关键字,synchronized是内置的语言实现;

  2)synchronized在发生异常时,会自动释放线程占有的锁,因此不会导致死锁现象发生;而Lock在发生异常时,如果没有主动通过unLock()去释放锁,则很可能造成死锁现象,因此使用Lock时需要在finally块中释放锁;

  3)Lock可以让等待锁的线程响应中断,而synchronized却不行,使用synchronized时,等待的线程会一直等待下去,不能够响应中断;

  4)通过Lock可以知道有没有成功获取锁,而synchronized却无法办到。

  5)Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。

  在性能上来说,如果竞争资源不激烈,两者的性能是差不多的,而当竞争资源非常激烈时(即有大量线程同时竞争),此时Lock的性能要远远优于synchronized。所以说,在具体使用时要根据适当情况选择。

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