JUC二-八个关于锁的问题(精准认识synchronized )

本文深入探讨了Java中synchronized关键字的使用方式及其对方法调用的影响。通过多个示例演示了不同情况下锁的行为,包括静态方法与实例方法的区别,以及锁在并发场景中的表现。

八个关于锁的问题

public class dome01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Phone phone = new Phone();

        new Thread(() -> {
            try {
                phone.sendMs();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        new Thread(() -> { phone.call(); }).start();
    }
}

class Phone {
    public synchronized void sendMs() throws InterruptedException {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        System.out.println("发短信");
    }
    public synchronized void call() {
        System.out.println("打电话");
    }
}

输出结果为

发短信

打电话

原因:并不是顺序执行,而是synchronized 锁住的对象是方法的调用!对于两个方法用的是同一个锁,谁先拿到谁先执行,另外一个等待

public class dome01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Phone phone = new Phone();

        new Thread(() -> {
            try {
                phone.sendMs();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        new Thread(() -> { phone.hello(); }).start();
    }
}

class Phone {
    public synchronized void sendMs() throws InterruptedException {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        System.out.println("发短信");
    }
    public synchronized void call() {
        System.out.println("打电话");
    }
    public void hello() {
        System.out.println("hello");
    }
}
输出结果为
hello

hello是一个普通方法,不受synchronized锁的影响,不用等待锁的释放

sendMs在里面等了4秒

3.加一个普通方法

public class dome01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Phone phone = new Phone();

        new Thread(() -> {
            try {
                phone.sendMs();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        new Thread(() -> { phone.hello(); }).start();
    }
}

class Phone {
    public synchronized void sendMs() throws InterruptedException {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        System.out.println("发短信");
    }
    public synchronized void call() {
        System.out.println("打电话");
    }
    public void hello() {
        System.out.println("hello");
    }
}
输出结果
hello
发短信

原因:hello是一个普通方法,不受synchronized锁的影响,不用等待锁的释放

4.如果我们使用的是两个对象,一个调用发短信,一个调用打电话,那么整个顺序是怎么样的呢?

public class dome01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Phone phone1 = new Phone();
        Phone phone2 = new Phone();

        new Thread(() -> {
            try {
                phone1.sendMs();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        new Thread(() -> { phone2.call(); }).start();
    }
}

class Phone {
    public synchronized void sendMs() throws InterruptedException {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        System.out.println("发短信");
    }
    public synchronized void call() {
        System.out.println("打电话");
    }
    public void hello() {
        System.out.println("hello");
    }
}
输出结果
打电话
发短信

原因:两个对象两把锁,不会出现等待的情况,发短信睡了4s,所以先执行打电话

5和6.如果我们把synchronized的方法加上static变成静态方法!那么顺序又是怎么样的呢?

(1)我们先来使用一个对象调用两个方法!

答案是:先发短信,后打电话

(2)如果我们使用两个对象调用两个方法!

答案是:还是先发短信,后打电话

原因是:对于static静态方法来说,对于整个类Class来说只有一份,对于不同的对象使用的是同一份方法,相当于这个方法是属于这个类的,如果静态static方法使用synchronized锁定,那么这个synchronized锁会锁住整个类!不管多少个对象,对于静态的锁都只有一把锁,谁先拿到这个锁就先执行,其他的进程都需要等待!

public class dome01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Phone phone1 = new Phone();
//        Phone phone2 = new Phone();

        new Thread(() -> { 
            try {
                phone1.sendMs();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        new Thread(() -> { phone1.call(); }).start();
    }
}

class Phone {
    public static synchronized void sendMs() throws InterruptedException {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        System.out.println("发短信");
    }
    public synchronized void call() {
        System.out.println("打电话");
    }
    public void hello() {
        System.out.println("hello");
    }
}
输出结果
打电话
发短信

原因:因为一个锁的是Class类的模板,一个锁的是对象的调用者。所以不存在等待,直接运行。

如果我们使用一个静态同步方法、一个同步方法、两个对象调用顺序是什么?

public class dome01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Phone phone1 = new Phone();
        Phone phone2 = new Phone();

        new Thread(() -> {
            try {
                phone1.sendMs();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        new Thread(() -> { phone2.call(); }).start();
    }
}

class Phone {
    public static synchronized void sendMs() throws InterruptedException {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        System.out.println("发短信");
    }
    public synchronized void call() {
        System.out.println("打电话");
    }
    public void hello() {
        System.out.println("hello");
    }
}
输出结果
打电话
发短信

原因:两把锁锁的不是同一个东西,其实和上面一样。

new 出来的 this 是具体的一个对象

static Class 是唯一的一个模板

JavaJUCjava.util.concurrent)包中,机制是并发编程的核心组件之一。它提供了多种实现来满足不同的线程同步需求,包括但不限于`ReentrantLock`、`ReadWriteLock`等。这些通过提供比内置`synchronized`更灵活和强大的功能,帮助开发者更好地控制多线程环境下的资源访问。 ### ReentrantLock `ReentrantLock`是一种可重入的互斥,支持尝试非阻塞获取、超时获取以及公平策略[^1]。与`synchronized`关键字相比,`ReentrantLock`允许更细粒度地控制的行为,并且可以跨方法调用保持的所有权。 #### 使用示例 ```java import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class LockExample { private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); public void performTask() { lock.lock(); // 尝试获取 try { System.out.println("当前线程" + Thread.currentThread().getName() + "获得,进行异常操作"); int i = 1 / 0; // 模拟异常情况 } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); // 在finally块中确保被释放 } } } ``` ### ReadWriteLock `ReadWriteLock`接口定义了一种策略,允许多个读取者同时访问共享资源,但写入者独占访问权。这种设计非常适合于那些读多写少的应用场景,因为它能显著提高并发性能。`ReentrantReadWriteLock`是该接口的一个具体实现。 #### 使用示例 ```java import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; public class ReadWriteLockExample { private final ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock(); public void readData() { rwLock.readLock().lock(); // 获取读 try { // 执行读取操作 } finally { rwLock.readLock().unlock(); // 确保总是释放读 } } public void writeData() { rwLock.writeLock().lock(); // 获取写 try { // 执行写入操作 } finally { rwLock.writeLock().unlock(); // 确保总是释放写 } } } ``` ### 乐观 vs 悲观 - **悲观**假设最坏的情况,在整个数据处理过程中都会定数据。这通常会导致较高的开销,因为其他线程必须等待直到被释放。 - **乐观**则假设最好的情况,即认为数据不会频繁发生冲突,因此只有在提交更新时才会检查是否有冲突发生。如果检测到冲突,则根据具体的实现方式采取相应的措施,如重试或抛出异常。 在Java中,乐观可以通过使用`AtomicInteger`等原子类中的CAS操作来实现[^2]。 ### 分离技术 对于像`ConcurrentHashMap`这样的集合类,JDK 1.8之后采用了更为高效的分离技术代替了早期版本中的分段机制。这种方法减少了的竞争,提高了程序的整体吞吐量[^3]。 ---
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