上一篇文章中,我们已经介绍过了各种锁,让各位对锁有了一定的了解。接下来将为各位介绍锁在Java中的实现。关注我的公众号「Java面典」了解更多 Java 相关知识点。
在 Java 中主要通过使用synchronized 、 volatile关键字,及 Lock 接口的子类 ReentrantLock 和 ReadWriteLock 等来实现加锁。
synchronized 属于独占式的悲观锁,同时属于可重入锁。
synchronized 可以把任意一个非 NULL 的对象当作锁。其在不同场景下的作用范围如下:
它有多个队列,当多个线程一起访问某个对象监视器的时候,对象监视器会将这些线程存储在不同的容器中。
比 sychronized 更轻量级的同步锁
使用 volatile 必须同时满足下面两个条件才能保证在并发环境的线程安全:
对 volatile 变量的单次读/写操作可以保证原子性的,如 long 和 double 类型变量,但是并不能保证 i++ 这种操作的原子性,因为本质上 i++ 是读、写两次操作。
Java 中的锁都实现于 Lock 接口,主要方法有:
该方法和lock()的区别在于,如果锁不可用,tryLock()不会导致当前线程被禁用。
Condition 的作用是对锁进行更精确的控制。对于同一个锁,我们可以创建多个 Condition,在不同的情况下使用不同的 Condition。
可重入锁。
除了能完成 synchronized 所能完成的所有工作外,还提供了诸如可响应中断锁、可轮询锁请求、定时锁等避免多线程死锁的方法。
public class MyLock {
private Lock lock = new ReentrantLock();
// Lock lock = new ReentrantLock(true); //公平锁
// Lock lock = new ReentrantLock(false); //非公平锁
private Condition condition = lock.newCondition(); //创建 Condition
public void testMethod() {
try {
lock.lock(); //lock 加锁
// 1:wait 方法等待:
//System.out.println("开始 wait");
condition.await();
// 通过创建 Condition 对象来使线程 wait,必须先执行 lock.lock 方法获得锁
// 2:signal 方法唤醒
condition.signal(); //condition 对象的 signal 方法可以唤醒 wait 线程
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("ThreadName=" + Thread.currentThread().getName() + (" " + (i + 1)));
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
共享锁(读-写锁)
CountDownLatch 是一个同步辅助类,在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,它允许一个或多个线程一直等待。
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);
new Thread() {
public void run() {
System.out.println("子线程" + Thread.currentThread().getName() + "正在执行");
Thread.sleep(3000);
System.out.println("子线程" + Thread.currentThread().getName() + "执行完毕");
latch.countDown();
}
;
}.start();
new Thread() {
public void run() {
System.out.println("子线程" + Thread.currentThread().getName() + "正在执行");
Thread.sleep(3000);
System.out.println("子线程" + Thread.currentThread().getName() + "执行完毕");
latch.countDown();
}
;
}.start();
System.out.println("等待 2 个子线程执行完毕...");
latch.await();
System.out.println("2 个子线程已经执行完毕");
System.out.println("继续执行主线程");
CyclicBarrier 是一个同步辅助类,允许一组线程互相等待,直到到达某个公共屏障点 (common barrier point)。因为该 barrier 在释放等待线程后可以重用,所以称它为循环 的 barrier。
CyclicBarrier 中最重要的方法就是 await 方法,它有 2 个重载版本:
public static void main(String[] args) {
int N = 4;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N);
for (int i = 0; i < N; i++)
new Writer(barrier).start();
}
static class Writer extends Thread {
private CyclicBarrier cyclicBarrier;
public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
}
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000); //以睡眠来模拟线程需要预定写入数据操作
System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "写入数据完 毕,等待其他线程写入完毕");
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有线程写入完毕,继续处理其他任务,比如数据操作");
}
}
Semaphore 是一种基于计数的信号量。它可以设定一个阈值,基于此,多个线程竞争获取许可信号,做完自己的申请后归还,超过阈值后,线程申请许可信号将会被阻塞。Semaphore 可以用来构建一些对象池,资源池之类的,比如数据库连接池。
我们也可以创建计数为 1 的 Semaphore,将其作为一种类似互斥锁的机制,这也叫二元信号量,表示两种互斥状态。
它的用法如下:
// 创建一个计数阈值为 5 的信号量对象
// 只能 5 个线程同时访问
Semaphore semp = new Semaphore(5);
try { // 申请许可
semp.acquire();
try {
// 业务逻辑
} catch (Exception e) {
} finally {
// 释放许可
semp.release();
}
} catch (InterruptedException e) {
}
Semaphore 基本能完成 ReentrantLock 的所有工作,使用方法也有许多类似之处:
Java多线程并发03——什么是线程上下文,线程是如何调度的
Java多线程并发02——线程的生命周期与常用方法,你都掌握了吗
原文:https://www.cnblogs.com/weechang/p/12542843.html