在Java开发做了10年,竟然不知道Java有几种锁?
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小编导读
最近在开发项目中遇到了资源同步的问题,导致服务器卡顿,优化的时候使用了锁的机制,就突然想写一个锁的文章,本篇文章简短,但是精髓具在。
公众号最近在灰度测试 讨论功能,我有幸成为一种一个,也是挺意外的,之前一直想有个留言功能。
有问题和建议的小伙伴可以在最后的讨论中说出你的问题和建议。
很多小伙伴后台发消息,让添加留言,现在满足了,大家都来畅言吧。
好了,现在直入正题,我些技术文章老规矩,先从概念说起,了解概念再去实找,想想都兴奋。
01
概念
说到Java中的锁要联系到多线程。
多线程确实给我们在效率上给我们带来了很大的便利,便利的同时不得不考虑多个线程之间对资源竞争引起的安全问题。
同步关键字synchronized是我们比较熟悉的用来解决线程安全的一个关键字,但是锁(Lock)是一个在资源竞争激励的情况下性能更优于synchronized的方法。
再看一些多并发文章中,会提及各种各样锁如公平锁,乐观锁,读写锁等等,这篇文章会说一些常用的锁,把主要的锁讲透,会用。
02
分类
按照锁的特性和设计来划分,分为如下几类:
1、公平锁/非公平锁
2、可重入锁
3、独享锁/共享锁
4、互斥锁/读写锁
5、乐观锁/悲观锁
6、分段锁
7、偏向锁/轻量级锁/重量级锁
8、自旋锁(java.util.concurrent包下的几乎都是利用锁)
从底层角度看常见的锁也就两种:Synchronized和Lock接口以及ReadWriteLock接口(读写锁)
03
介绍
我们来说一下每一个锁的概念。
1、公平锁/非公平锁
公平锁指多个线程按照申请锁的顺序来依次获取锁。
非公平锁指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序来获取,有可能后申请锁的线程比先申请锁的线程优先获取到锁,此极大的可能会造成线程饥饿现象,迟迟获取不到锁。
由于ReentrantLock是通过AQS来实现线程调度,可以实现公平锁,但是synchroized是非公平的,无法实现公平锁。
2、可重入锁
可重入锁又名递归锁,是指在同一个线程,在外层方法获取锁的时候,在进入内层方法会自动获取锁。
3、独享锁/共享锁
独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。
共享锁是指该锁可被多个线程所持有。
4、互斥锁/读写锁
上面讲的独享锁/共享锁就是一种广义的说法,互斥锁/读写锁就是具体的实现。
互斥锁在Java中的具体实现就是ReentrantLock
读写锁在Java中的具体实现就是ReadWriteLock
5、乐观锁/悲观锁
悲观锁认为对于同一个数据的并发操作,一定是会发生修改的,哪怕没有修改,也会认为修改。因此对于同一个数据的并发操作,悲观锁采取加锁的形式。悲观的认为,不加锁的并发操作一定会出问题。
乐观锁则认为对于同一个数据的并发操作,是不会发生修改的。在更新数据的时候,会采用尝试更新。乐观的认为,不加锁的并发操作是没有事情的。
6、分段锁
分段锁其实是一种锁的设计,并不是具体的一种锁,对于ConcurrentHashMap
而言,其并发的实现就是通过分段锁的形式来实现高效的并发操作。
7、偏向锁
偏向锁是指一段同步代码一直被一个线程所访问,那么该线程会自动获取锁。降低获取锁的代价。
8、自旋锁(java.util.concurrent包下的几乎都是利用锁)
自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞,而是采用循环的方式去尝试获取锁,这样的好处是减少线程上下文切换的消耗,缺点是循环会消耗CPU。
04
实战
其实上面说的很多概念,让我没有使用前我也是一脸懵的,毕竟使用很少的情况下,只是惯性的去使用,没有多想其他,更别说有的几乎没有使用过,第一次听说的都有。
遇到这种使用很少或者没有使用过的,最好通过实例来认识。
我这里不做更多的介绍,只介绍常用的几种。如果有需要更深入的了解的,加我好友我们畅聊。
再说其他几种锁之前我说先说 Lock接口与synchronized关键字。
1,synchronized关键字
很多人都指导 synchronized关键字 是一种同步锁。
它的原理是:一个线程访问一个对象中的synchronized(this)同步代码块时,其他试图访问该对象的线程将被阻塞。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("使用关键字synchronized");
SyncThread syncThread = new SyncThread();
Thread thread1 = new Thread(syncThread, "SyncThread1");
Thread thread2 = new Thread(syncThread, "SyncThread2");
thread1.start();
thread2.start();
}
}
class SyncThread implements Runnable {
private static int count;
public SyncThread() {
count = 0;
}
public void run() {
synchronized (this){
for (int i = 0; i < 5; i++) {
try {
System.out.println("线程name:"+Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public int getCount() {
return count;
}
}
分析:1,当两个并发线程(thread1和thread2)访问同一个对象(syncThread)中的synchronized代码块时,在同一时刻只能有一个线程得到执行,另一个线程受阻塞,必须等待当前线程执行完这个代码块以后才能执行该代码块。
2,Thread1和thread2是互斥的,因为在执行synchronized代码块时会锁定当前的对象,只有执行完该代码块才能释放该对象锁,下一个线程才能执行并锁定该对象。
修饰一个方法
Synchronized修饰一个方法很简单,就是在方法的前面加synchronized。
将上面的代码修改如下:
public synchronized void run() {
{
for (int i = 0; i < 5; i++) {
try {
System.out.println("线程name:"+Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
分析:
1,输入结果你会发现两个线程是交替的
2,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
2,Lock接口
JDK1.5之后并发包中新增了Lock接口以及相关实现类来实现锁功能。
Lock lock=new ReentrantLock();
lock.lock();
try{
}finally{
lock.unlock();
}
分析:上面的代码时Lock接口的简单使用比较简单。
我们还以一个售票的机制来看 Lock接口锁时怎么实现的?
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* 一、用于解决多线程安全问题的方式:
* 1.同步代码块 synchronized 隐式锁
* 2.同步方法 synchronized 隐式锁
* 3.同步锁Lock (jdk1.5以后) 显示锁
* 注意:显示锁,需要通过lock()方式上锁,必须通过unlock()方式进行释放锁
*/
public class TestLock {
public static void main(String[] args) {
TicketCar ticketCar = new TicketCar();
new Thread(ticketCar, "1号窗口").start();
new Thread(ticketCar, "2号窗口").start();
new Thread(ticketCar, "3号窗口").start();
}
}
class TicketCar implements Runnable {
private int tick = 100;
private Lock lock = new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while (true) {
lock.lock();
try {
if (tick > 0) {
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 完成售票,余票为 " + --tick);
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
}
好了 上面说了 我们工作中常用的两种方式,下面我再简单聊几种比较常用的。
3,读写锁
关于使用读写锁就是在读的时候上读锁,写的时候上写锁,主要用来解决synchronized不能解决的问题(两个线程同时读,理论上是可以并行的,但是synchronized是加了锁的)。
ReadWriteLock接口中有两个方法,分别是readLock和writeLock。源码如下:
public interface ReadWriteLock {
/**
* 返回读锁
*/
Lock readLock();
/**
* 返回写锁
*/
Lock writeLock();
}
关于读写锁我们做一个操作,在写操作的时候不允许读操作,读写分开。
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
public class threadTest {static Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();static ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();static Lock r = rwl.readLock();static Lock w = rwl.writeLock();// 获取一个key对应的valuepublic static final Object get(String key) {Object object = null;try {r.lock();System.out.println("正在做读的操作,key:" + key + " 开始");try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}object = map.get(key);System.out.println("正在做读的操作,key:" + key + " 结束");System.out.println();} catch (Exception e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}finally{r.unlock();}return object;}// 设置key对应的value,并返回旧有的valuepublic static final Object put(String key, Object value) {Object object = null;try {w.lock();System.out.println("正在做写的操作,key:" + key + ",value:" + value + "开始.");try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}object = map.put(key, value);System.out.println("正在做写的操作,key:" + key + ",value:" + value + "结束.");System.out.println();} catch (Exception e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}finally{w.unlock();}return object;}public static void main(String[] args) {new Thread(new Runnable() {public void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) {threadTest.put(i + "", i + "");}}}).start();new Thread(new Runnable() {public void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) {threadTest.get(i + "");}}}).start();}
}
1,调用读写方法的时候 添加了 锁 lock
,只有在finally执行玩调用unlock
,解锁后才能允许其他锁的执行。
4,可重入锁
对于Java ReentrantLock
而言, 他的名字就可以看出是一个可重入锁,其名字是Re entrant Lock
重新进入锁。
对于Synchronized
而言,也是一个可重入锁。可重入锁的一个好处是可一定程度避免死锁。
5,公平锁/非公平锁
/**
* 公平锁与非公平锁
*/
public class FairAndUnFairThread {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//默认非公平锁
final Lock lock = new ReentrantLock(true);
final MM m = new MM(lock);
for (int i=1;i<=10 ;i++){
String name = "线程"+i;
Thread tt = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for(int i=0;i<2;i++){
m.testReentrant();
}
}
},name);
tt.start();
}
}
}
class MM {
Lock lock = null;
MM(Lock lock){
this.lock = lock;
}
public void testReentrant(){
lock.lock();
try{
Thread.sleep(1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() );
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public synchronized void testSync(){
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
1,这种公平也不是绝对的 不一定就是按照顺序,可能因为CPU准备原因,可能会有一些不公平的。
讲了这么多锁,赶紧在开发工具中试试把,多验证几次什么都明白了。
本文 Github ( 码云Gitee同步) https://github.com/ProceduralZC/JavaDevGuide/tree/master/code/JavaBasic 已收录,欢迎 star。
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C/C++等级考试(1~8级)全部真题・点这里 第1题:双精度浮点数的输入输出 输入一个双精度浮点数,保留8位小数,输出这个浮点数。 时间限制:1000 内存限制:65536输入 只有一行,一个双精度浮点数。输出 一行,保留8位小数的浮点数。样例输入 3.1415926535798932样例输出 3.1…...
2024/5/9 4:33:29 - 配置失败还原请勿关闭计算机,电脑开机屏幕上面显示,配置失败还原更改 请勿关闭计算机 开不了机 这个问题怎么办...
解析如下:1、长按电脑电源键直至关机,然后再按一次电源健重启电脑,按F8健进入安全模式2、安全模式下进入Windows系统桌面后,按住“winR”打开运行窗口,输入“services.msc”打开服务设置3、在服务界面,选中…...
2022/11/19 21:17:18 - 错误使用 reshape要执行 RESHAPE,请勿更改元素数目。
%读入6幅图像(每一幅图像的大小是564*564) f1 imread(WashingtonDC_Band1_564.tif); subplot(3,2,1),imshow(f1); f2 imread(WashingtonDC_Band2_564.tif); subplot(3,2,2),imshow(f2); f3 imread(WashingtonDC_Band3_564.tif); subplot(3,2,3),imsho…...
2022/11/19 21:17:16 - 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机...
win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”问题的解决方法在win7系统关机时如果有升级系统的或者其他需要会直接进入一个 等待界面,在等待界面中我们需要等待操作结束才能关机,虽然这比较麻烦,但是对系统进行配置和升级…...
2022/11/19 21:17:15 - 台式电脑显示配置100%请勿关闭计算机,“准备配置windows 请勿关闭计算机”的解决方法...
有不少用户在重装Win7系统或更新系统后会遇到“准备配置windows,请勿关闭计算机”的提示,要过很久才能进入系统,有的用户甚至几个小时也无法进入,下面就教大家这个问题的解决方法。第一种方法:我们首先在左下角的“开始…...
2022/11/19 21:17:14 - win7 正在配置 请勿关闭计算机,怎么办Win7开机显示正在配置Windows Update请勿关机...
置信有很多用户都跟小编一样遇到过这样的问题,电脑时发现开机屏幕显现“正在配置Windows Update,请勿关机”(如下图所示),而且还需求等大约5分钟才干进入系统。这是怎样回事呢?一切都是正常操作的,为什么开时机呈现“正…...
2022/11/19 21:17:13 - 准备配置windows 请勿关闭计算机 蓝屏,Win7开机总是出现提示“配置Windows请勿关机”...
Win7系统开机启动时总是出现“配置Windows请勿关机”的提示,没过几秒后电脑自动重启,每次开机都这样无法进入系统,此时碰到这种现象的用户就可以使用以下5种方法解决问题。方法一:开机按下F8,在出现的Windows高级启动选…...
2022/11/19 21:17:12 - 准备windows请勿关闭计算机要多久,windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机怎么办...
有不少windows10系统用户反映说碰到这样一个情况,就是电脑提示正在准备windows请勿关闭计算机,碰到这样的问题该怎么解决呢,现在小编就给大家分享一下windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机的具体第一种方法:1、2、依次…...
2022/11/19 21:17:11 - 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”的解决方法...
今天和大家分享一下win7系统重装了Win7旗舰版系统后,每次关机的时候桌面上都会显示一个“配置Windows Update的界面,提示请勿关闭计算机”,每次停留好几分钟才能正常关机,导致什么情况引起的呢?出现配置Windows Update…...
2022/11/19 21:17:10 - 电脑桌面一直是清理请关闭计算机,windows7一直卡在清理 请勿关闭计算机-win7清理请勿关机,win7配置更新35%不动...
只能是等着,别无他法。说是卡着如果你看硬盘灯应该在读写。如果从 Win 10 无法正常回滚,只能是考虑备份数据后重装系统了。解决来方案一:管理员运行cmd:net stop WuAuServcd %windir%ren SoftwareDistribution SDoldnet start WuA…...
2022/11/19 21:17:09 - 计算机配置更新不起,电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办?
原标题:电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办?win7系统中在开机与关闭的时候总是显示“配置windows update请勿关闭计算机”相信有不少朋友都曾遇到过一次两次还能忍但经常遇到就叫人感到心烦了遇到这种问题怎么办呢?一般的方…...
2022/11/19 21:17:08 - 计算机正在配置无法关机,关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 ,然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机...
关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 ,然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容,让我们赶快一起来看一下吧!关机提示 windows7 正在配…...
2022/11/19 21:17:05 - 钉钉提示请勿通过开发者调试模式_钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用...
钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用 更新时间:2020-04-20 22:24:19 浏览次数:729次 区域: 南阳 > 卧龙 列举网提醒您:为保障您的权益,请不要提前支付任何费用! 虚拟位置外设器!!轨迹模拟&虚拟位置外设神器 专业用于:钉钉,外勤365,红圈通,企业微信和…...
2022/11/19 21:17:05 - 配置失败还原请勿关闭计算机怎么办,win7系统出现“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”,长时间没反应,无法进入系统的解决方案...
前几天班里有位学生电脑(windows 7系统)出问题了,具体表现是开机时一直停留在“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”这个界面,长时间没反应,无法进入系统。这个问题原来帮其他同学也解决过,网上搜了不少资料&#x…...
2022/11/19 21:17:04 - 一个电脑无法关闭计算机你应该怎么办,电脑显示“清理请勿关闭计算机”怎么办?...
本文为你提供了3个有效解决电脑显示“清理请勿关闭计算机”问题的方法,并在最后教给你1种保护系统安全的好方法,一起来看看!电脑出现“清理请勿关闭计算机”在Windows 7(SP1)和Windows Server 2008 R2 SP1中,添加了1个新功能在“磁…...
2022/11/19 21:17:03 - 请勿关闭计算机还原更改要多久,电脑显示:配置windows更新失败,正在还原更改,请勿关闭计算机怎么办...
许多用户在长期不使用电脑的时候,开启电脑发现电脑显示:配置windows更新失败,正在还原更改,请勿关闭计算机。。.这要怎么办呢?下面小编就带着大家一起看看吧!如果能够正常进入系统,建议您暂时移…...
2022/11/19 21:17:02 - 还原更改请勿关闭计算机 要多久,配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机,电脑开机后一直显示以...
配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机,电脑开机后一直显示以以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容,让我们赶快一起来看一下吧!配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机&#x…...
2022/11/19 21:17:01 - 电脑配置中请勿关闭计算机怎么办,准备配置windows请勿关闭计算机一直显示怎么办【图解】...
不知道大家有没有遇到过这样的一个问题,就是我们的win7系统在关机的时候,总是喜欢显示“准备配置windows,请勿关机”这样的一个页面,没有什么大碍,但是如果一直等着的话就要两个小时甚至更久都关不了机,非常…...
2022/11/19 21:17:00 - 正在准备配置请勿关闭计算机,正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了解决教程...
当电脑出现正在准备配置windows请勿关闭计算机时,一般是您正对windows进行升级,但是这个要是长时间没有反应,我们不能再傻等下去了。可能是电脑出了别的问题了,来看看教程的说法。正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了方法一…...
2022/11/19 21:16:59 - 配置失败还原请勿关闭计算机,配置Windows Update失败,还原更改请勿关闭计算机...
我们使用电脑的过程中有时会遇到这种情况,当我们打开电脑之后,发现一直停留在一个界面:“配置Windows Update失败,还原更改请勿关闭计算机”,等了许久还是无法进入系统。如果我们遇到此类问题应该如何解决呢࿰…...
2022/11/19 21:16:58 - 如何在iPhone上关闭“请勿打扰”
Apple’s “Do Not Disturb While Driving” is a potentially lifesaving iPhone feature, but it doesn’t always turn on automatically at the appropriate time. For example, you might be a passenger in a moving car, but your iPhone may think you’re the one dri…...
2022/11/19 21:16:57