JUC高并发编程— Lock接口

synchronizedsynchronized 关键字synchronized 是 Java 中的关键字是一种同步锁。它修饰的对象有以下几种修饰一个代码块被修饰的代码块称为同步语句块其作用的范围是大括号 {} 括起来的代码作用的对象是调用这个代码块的对象修饰一个方法被修饰的方法称为同步方法其作用的范围是整个方法作用的对象是调用这个方法的对象虽然可以使用 synchronized 来定义方法但 synchronized 并不属于方法定义的一部分因此synchronized 关键字不能被继承。如果在父类中的某个方法使用了 synchronized 关键字而在子类中覆盖了这个方法在子类中的这个方法默认情况下并不是同步的而必须显式地在子类的这个方法中加上synchronized 关键字才可以。当然还可以在子类方法中调用父类中相应的方法这样虽然子类中的方法不是同步的但子类调用了父类的同步方法因此子类的方法也就相当于同步了。修饰一个静态方法其作用的范围是整个静态方法作用的对象是这个类的所有对象修饰一个类其作用的范围是 synchronized 后面括号括起来的部分作用的对象是这个类的所有对象。售票案例class Ticket{ private int number 30; //操作方法买票 public synchronized void sale(){ if (0number){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() : 卖出 : (number--) 剩下: number ); } } }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。多线程编程步骤public class SaleTicket { /** * 多线程编程步骤 * 1. 创建资源类封装属性和方法 * 2. 创建多线程调用资源类的方法 * * 例: 实现3个售票员卖出30张票 */ // 2.创建多个线程调用资源类 public static void main(String[] args) { //创建Ticket对象 Ticket ticket new Ticket(); //创建多个线程 new Thread(new Runnable() { Override public void run() { //调用资源 for (int i 0; i 40 ; i) { ticket.sale(); } } },AA).start(); new Thread(new Runnable() { Override public void run() { //调用资源 for (int i 0; i 40 ; i) { ticket.sale(); } } },BB).start(); new Thread(new Runnable() { Override public void run() { //调用资源 for (int i 0; i 40 ; i) { ticket.sale(); } } },CC).start(); } } // 1.创建资源类 class Ticket{ private int number 30; public synchronized void sale(){ if (0number){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() : 卖出 : (number--) 剩下: number ); } } }Lock什么是LockLock 锁实现提供了比使用同步方法和语句可以获得的更广泛的锁操作。它们允许更灵活的结构可能具有非常不同的属性并且可能支持多个关联的条件对象。Lock 提供了比 synchronized 更多的功能Lock 与的 Synchronized 区别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接口public interface Lock { //获取锁 void lock(); void lockInterruptibly() throws InterruptedException; boolean tryLock(); boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException; //释放锁 void unlock(); //返回Condition对象 Condition newCondition(); }lock()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。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。通常使用 Lock 来进行同步的话是以下面这种形式去使用的Lock lock ...; lock.lock(); try{ //处理任务 }catch(Exception ex){ }finally{ lock.unlock(); //释放锁 }newCondition()关键字 synchronized 与 wait() / notify()这两个方法一起使用可以实现等待/通知模式 Lock 锁的 newContition() 方法返回 Condition 对象Condition 类也可以实现等待/通知模式。用 notify() 通知时JVM 会随机唤醒某个等待的线程 使用 Condition 类可以进行选择性通知Condition 比较常用的两个方法await() 会使当前线程等待同时会释放锁,当其他线程调用 signal() 时线程会重新获得锁并继续执行。signal() 用于唤醒一个等待的线程。注意在调用 Condition 的 await() / signal() 方法前也需要线程持有相关的 Lock 锁调用 await() 后线程会释放这个锁在 singal()调用后会从当前 Condition 对象的等待队列中唤醒 一个线程唤醒的线程尝试获得锁一旦获得锁成功就继续执行。//第一步 创建资源类定义属性和操作方法 class Share { private int number 0; //创建Lock private Lock lock new ReentrantLock(); private Condition condition lock.newCondition(); //1 public void incr() throws InterruptedException { //上锁 lock.lock(); try { //判断 while (number ! 0) { condition.await(); } //干活 number; System.out.println(Thread.currentThread().getName() :: number); //通知 condition.signalAll(); }finally { //解锁 lock.unlock(); } } //-1 public void decr() throws InterruptedException { lock.lock(); try { while(number ! 1) { condition.await(); } number--; System.out.println(Thread.currentThread().getName() :: number); condition.signalAll(); }finally { lock.unlock(); } } } //测试类 public class ConditionTest { public static void main(String[] args) { Share share new Share(); new Thread(()-{ for (int i 1; i 10; i) { try { share.incr(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } },AA).start(); new Thread(()-{ for (int i 1; i 10; i) { try { share.decr(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } },BB).start(); new Thread(()-{ for (int i 1; i 10; i) { try { share.incr(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } },CC).start(); } }ReentrantLockReentrantLock意思是“可重入锁”是唯一实现了 Lock 接口的类并且 ReentrantLock 提供了更多的方法。下面通过一些实例看具体看一下如何使用:public class SaleTicket { public static void main(String[] args) { //创建Ticket对象 LcTicket ticket new LcTicket(); //创建多个线程 new Thread(()- { //调用资源 for (int i 0; i 40 ; i) { ticket.sale(); } },AA).start(); new Thread(()- { //调用资源 for (int i 0; i 40 ; i) { ticket.sale(); } },BB).start(); new Thread(()- { //调用资源 for (int i 0; i 40 ; i) { ticket.sale(); } },CC).start(); } } // 1.创建资源类 class LcTicket{ private int number 30; public synchronized void sale(){ ReentrantLock lock new ReentrantLock(); //上锁 lock.lock(); try { if (0number){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() : 卖出 : (number--) 剩下: number ); } } finally { //解锁 lock.unlock(); } } }ReadWriteLockReadWriteLock 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();//获取读锁 /** * Returns the lock used for writing. * * return the lock used for writing */ Lock writeLock();//获取写锁 }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 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。下面通过几个例子来看一下 ReentrantReadWriteLock 具体用法。//测试类 public class ReadWriteLockDemo { public static void main(String[] args) { MyCache myCache new MyCache(); //创建线程写数据 for (int i 1; i 5; i) { final int num i; new Thread(()-{ myCache.put(num,num); },String.valueOf(i)).start(); } //创建线程读数据 for (int i 1; i 5; i) { final int num i; new Thread(()-{ myCache.get(num); },String.valueOf(i)).start(); } } } class MyCache { //创建map集合 private volatile MapString,Object map new HashMap(); //创建读写锁对象 private ReadWriteLock rwLock new ReentrantReadWriteLock(); public void put(String key,Object value){ //添加写锁 rwLock.writeLock().lock(); //暂停一会 try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() 正在写操作 key); TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300); map.put(key,value); System.out.println(Thread.currentThread().getName() 完成写操作 key); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { rwLock.writeLock().unlock(); } } public Object get(String key){ //添加读锁 rwLock.readLock().lock(); Object result null; //暂停一会 try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() 正在读操作 key); TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300); result map.get(key); System.out.println(Thread.currentThread().getName() 完成读操作 key); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { //释放读锁 rwLock.readLock().unlock(); } return result; } }注意:如果有一个线程已经占用了读锁则此时其他线程如果要申请写锁则申请写锁的线程会一直等待释放读锁。如果有一个线程已经占用了写锁则此时其他线程如果申请写锁或者读锁则申请的线程会一直等待释放写锁。实现多线程的多种方式创建多线程的多种方式继承Thread类重写run()方法实现Runable接口中的run()方法实现Callable接口中的call()方法使用线程池方式//继承Thread类 class MyThread extends Thread{ public void run(){ } } //实现Runnable接口 class MyThread01 implements Runnable{ Override public void run() { } }