synchronized和lock的区别-优快云博客

Thread的重要知识点

1.start()方法、调用该方法开始执行该线程；

2.stop()方法、调用该方法强制结束该线程执行；

3.join方法、调用该方法等待该线程结束。

4.sleep()方法、调用该方法该线程进入等待。

5.run()方法、调用该方法直接执行线程的run()方法，但是线程调用start()方法时也会运行run()方法，区别就是一个是由线程调度运行run()方法，一个是直接调用了线程中的run()方法。

6.wait()和notify() wait()与notify()方法是Object的方法，不是Thread的方法！！同时，wait()与notify()会配合使用，分别表示线程挂起和线程恢复。这里还有一个很常见的问题，

ps: wait()与sleep()的区别，简单来说wait()会释放对象锁而sleep()不会释放对象锁。

线程状态：

线程总共有5大状态，通过上面第二个知识点的介绍，理解起来就简单了。

新建状态：新建线程对象，并没有调用start()方法之前
就绪状态：调用start()方法之后线程就进入就绪状态，但是并不是说只要调用start()方法线程就马上变为当前线程，在变为当前线程之前都是为就绪状态。值得一提的是，线程在睡眠和挂起中恢复的时候也会进入就绪状态哦。
运行状态：线程被设置为当前线程，开始执行run()方法。就是线程进入运行状态
阻塞状态：线程被暂停，比如说调用sleep()方法后线程就进入阻塞状态
死亡状态：线程执行结束

锁类型

可重入锁：在执行对象中所有同步方法不用再次获得锁
可中断锁：在等待获取锁过程中可中断
公平锁：按等待获取锁的线程的等待时间进行获取，等待时间长的具有优先获取锁权利
读写锁：对资源读取和写入的时候拆分为2部分处理，读的时候可以多线程一起读，写的时候必须同步地写

synchronized与Lock的区别

1、我把两者的区别分类到了一个表中，方便大家对比：

类别	synchronized	Lock
存在层次	Java的关键字，在jvm层面上	是一个类
锁的释放	1、以获取锁的线程执行完同步代码，释放锁 2、线程执行发生异常，jvm会让线程释放锁	在finally中必须释放锁，不然容易造成线程死锁
锁的获取	假设A线程获得锁，B线程等待。如果A线程阻塞，B线程会一直等待	分情况而定，Lock有多个锁获取的方式，具体下面会说道，大致就是可以尝试获得锁，线程可以不用一直等待
锁状态	无法判断	可以判断
锁类型	可重入不可中断非公平	可重入可判断可公平（两者皆可）
性能	少量同步	大量同步

或许，看到这里还对LOCK所知甚少，那么接下来，我们进入LOCK的深入学习。

Lock详细介绍与Demo

以下是Lock接口的源码，笔者修剪之后的结果：

public interface Lock {

    /**
     * Acquires the lock.
     */
    void lock();

    /**
     * Acquires the lock unless the current thread is
     * {@linkplain Thread#interrupt interrupted}.
     */
    void lockInterruptibly() throws InterruptedException;

    /**
     * Acquires the lock only if it is free at the time of invocation.
     */
    boolean tryLock();

    /**
     * Acquires the lock if it is free within the given waiting time and the
     * current thread has not been {@linkplain Thread#interrupt interrupted}.
     */
    boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

    /**
     * Releases the lock.
     */
    void unlock();

}

lock()：获取锁，如果锁被暂用则一直等待
unlock():释放锁
tryLock(): 注意返回类型是boolean，如果获取锁的时候锁被占用就返回false，否则返回true
tryLock(long time, TimeUnit unit)：比起tryLock()就是给了一个时间期限，保证等待参数时间
lockInterruptibly()：用该锁的获得方式，如果线程在获取锁的阶段进入了等待，那么可以中断此线程，先去做别的事

通过以上的解释，大致可以解释在上个部分中“锁类型(lockInterruptibly())”，“锁状态(tryLock())”等问题，还有就是前面子所获取的过程我所写的“大致就是可以尝试获得锁，线程可以不会一直等待”用了“可以”的原因。

下面是Lock一般使用的例子，注意ReentrantLock是Lock接口的实现。

lock()：


package com.brickworkers;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class LockTest {
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    //需要参与同步的方法
    private void method(Thread thread){
        lock.lock();
        try {
            System.out.println("线程名"+thread.getName() + "获得了锁");
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("线程名"+thread.getName() + "释放了锁");
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        LockTest lockTest = new LockTest();

        //线程1
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                lockTest.method(Thread.currentThread());
            }
        }, "t1");

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                lockTest.method(Thread.currentThread());
            }
        }, "t2");

        t1.start();
        t2.start();
    }
}
//执行情况：线程名t1获得了锁
//         线程名t1释放了锁
//         线程名t2获得了锁
//         线程名t2释放了锁

tryLock():

package com.brickworkers;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class LockTest {
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    //需要参与同步的方法
    private void method(Thread thread){
/*      lock.lock();
        try {
            System.out.println("线程名"+thread.getName() + "获得了锁");
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("线程名"+thread.getName() + "释放了锁");
            lock.unlock();
        }*/


        if(lock.tryLock()){
            try {
                System.out.println("线程名"+thread.getName() + "获得了锁");
            }catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
            } finally {
                System.out.println("线程名"+thread.getName() + "释放了锁");
                lock.unlock();
            }
        }else{
            System.out.println("我是"+Thread.currentThread().getName()+"有人占着锁，我就不要啦");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        LockTest lockTest = new LockTest();

        //线程1
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                lockTest.method(Thread.currentThread());
            }
        }, "t1");

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                lockTest.method(Thread.currentThread());
            }
        }, "t2");

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

//执行结果： 线程名t2获得了锁
//         我是t1有人占着锁，我就不要啦
//         线程名t2释放了锁

看到这里相信大家也都会使用如何使用Lock了吧，关于tryLock(long time, TimeUnit unit)和lockInterruptibly()不再赘述。前者主要存在一个等待时间，在测试代码中写入一个等待时间，后者主要是等待中断，会抛出一个中断异常，常用度不高，喜欢探究可以自己深入研究。

前面比较重提到“公平锁”，在这里可以提一下ReentrantLock对于平衡锁的定义，在源码中有这么两段：


 /**
     * Sync object for non-fair locks
     */
    static final class NonfairSync extends Sync {
        private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;

        /**
         * Performs lock.  Try immediate barge, backing up to normal
         * acquire on failure.
         */
        final void lock() {
            if (compareAndSetState(0, 1))
                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
            else
                acquire(1);
        }

        protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
            return nonfairTryAcquire(acquires);
        }
    }

    /**
     * Sync object for fair locks
     */
    static final class FairSync extends Sync {
        private static final long serialVersionUID = -3000897897090466540L;

        final void lock() {
            acquire(1);
        }

        /**
         * Fair version of tryAcquire.  Don't grant access unless
         * recursive call or no waiters or is first.
         */
        protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
            final Thread current = Thread.currentThread();
            int c = getState();
            if (c == 0) {
                if (!hasQueuedPredecessors() &&
                    compareAndSetState(0, acquires)) {
                    setExclusiveOwnerThread(current);
                    return true;
                }
            }
            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
                int nextc = c + acquires;
                if (nextc < 0)
                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                setState(nextc);
                return true;
            }
            return false;
        }
    }

从以上源码可以看出在Lock中可以自己控制锁是否公平，而且，默认的是非公平锁，以下是ReentrantLock的构造函数：

   public ReentrantLock() {
        sync = new NonfairSync();//默认非公平锁
    }

Demo2 一些使用例子

public class ThreadDemo implements Runnable {

    class Student {

        private int age = 0;

        public int getAge() {
            return age;
        }

        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
    }
    Student student = new Student();
    int count = 0;

    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo td = new ThreadDemo();
        Thread t1 = new Thread(td, "a");
        Thread t2 = new Thread(td, "b");
        Thread t3 = new Thread(td, "c");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }

    public void run() {
        accessStudent();
    }

    public void accessStudent() {
        String currentThreadName = Thread.currentThread().getName();
        System.out.println(currentThreadName + " is running!");
        synchronized (this) {//(1)使用同一个ThreadDemo对象作为同步锁
            System.out.println(currentThreadName + " got lock1@Step1!");
            try {
                count++;
                Thread.sleep(5000);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                System.out.println(currentThreadName + " first Reading count:" + count);
            }

        }

        System.out.println(currentThreadName + " release lock1@Step1!");

        synchronized (this) {//(2)使用同一个ThreadDemo对象作为同步锁
            System.out.println(currentThreadName + " got lock2@Step2!");
            try {
                Random random = new Random();
                int age = random.nextInt(100);
                System.out.println("thread " + currentThreadName + " set age to:" + age);

                this.student.setAge(age);

                System.out.println("thread " + currentThreadName + " first  read age is:" + this.student.getAge());

                Thread.sleep(5000);
            } catch (Exception ex) {
                ex.printStackTrace();
            } finally{
                System.out.println("thread " + currentThreadName + " second read age is:" + this.student.getAge());
            }

        }
        System.out.println(currentThreadName + " release lock2@Step2!");
    }
}

Demo3

java中使用锁的两个基本工具是 synchronized 和 Lock。

需要对一个方法进行同步，那么只需在方法的签名添加一个synchronized关键字。

// 未同步的方法

public void test() {} // 同步的方法 pubilc synchronized void test() {}

//synchronized 也可以用在一个代码块上，看

public void test() {

synchronized(obj) {

System.out.println("===");

} }

synchronized 用在方法和代码块上有什么区别呢？

synchronized 用在方法签名上（以test为例），当某个线程调用此方法时，会获取该实例的对象锁，方法未结束之前，其他线程只能去等待。当这个方法执行完时，才会释放对象锁。其他线程才有机会去抢占这把锁，去执行方法test,但是发生这一切的基础应当是所有线程使用的同一个对象实例，才能实现互斥的现象。否则synchronized关键字将失去意义。（但是如果该方法为类方法，即其修饰符为static，那么synchronized 意味着某个调用此方法的线程当前会拥有该类的锁，只要该线程持续在当前方法内运行，其他线程依然无法获得方法的使用权！）

//synchronized 用在代码块的使用方式：

synchronized(obj){//todo code here} 当线程运行到该代码块内，就会拥有obj对象的对象锁，如果多个线程共享同一个Object对象，那么此时就会形成互斥

特别的，当obj == this时，表示当前调用该方法的实例对象。即 public void test() { ... synchronized(this) { // todo your code } ... } 此时，其效果等同于 public synchronized void test() { // todo your code } 使用synchronized代码块，可以只对需要同步的代码进行同步，这样可以大大的提高效率。

小结：使用synchronized 代码块相比方法有两点优势： 1、可以只对需要同步的使用 2、与wait()/notify()/nitifyAll()一起使用时，比较方便 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- wait() 与notify()/notifyAll() 这三个方法都是Object的方法，并不是线程的方法！ wait():释放占有的对象锁，线程进入等待池，释放cpu,而其他正在等待的线程即可抢占此锁，获得锁的线程即可运行程序。而sleep()不同的是，线程调用此方法后，会休眠一段时间，休眠期间，会暂时释放cpu，但并不释放对象锁。也就是说，在休眠期间，其他线程依然无法进入此代码内部。休眠结束，线程重新获得cpu,执行代码。wait()和sleep()最大的不同在于wait()会释放对象锁，而sleep()不会！ notify(): 该方法会唤醒因为调用对象的wait()而等待的线程，其实就是对对象锁的唤醒，从而使得wait()的线程可以有机会获取对象锁。调用notify()后，并不会立即释放锁，而是继续执行当前代码，直到synchronized中的代码全部执行完毕，才会释放对象锁。JVM则会在等待的线程中调度一个线程去获得对象锁，执行代码。需要注意的是，wait()和notify()必须在synchronized代码块中调用。 notifyAll()则是唤醒所有等待的线程。为了说明这一点，举例如下：两个线程依次打印"A""B",总共打印10次。 public class Consumer implements Runnable { @Override public synchronized void run() { // TODO Auto-generated method stub int count = 10; while(count > 0) { synchronized (Test. obj) { System. out.print( "B"); count --; Test. obj.notify(); // 主动释放对象锁 try { Test. obj.wait(); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } } } public class Produce implements Runnable { @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub int count = 10; while(count > 0) { synchronized (Test. obj) { //System.out.print("count = " + count); System. out.print( "A"); count --; Test. obj.notify(); try { Test. obj.wait(); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } } } 测试类如下： public class Test { public static final Object obj = new Object(); public static void main(String[] args) { new Thread( new Produce()).start(); new Thread( new Consumer()).start(); } } 这里使用static obj作为锁的对象，当线程Produce启动时（假如Produce首先获得锁，则Consumer会等待），打印“A”后，会先主动释放锁，然后阻塞自己。Consumer获得对象锁，打印“B”，然后释放锁，阻塞自己，那么Produce又会获得锁，然后...一直循环下去，直到count = 0.这样，使用Synchronized和wait()以及notify()就可以达到线程同步的目的。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 除了wait()和notify()协作完成线程同步之外，使用Lock也可以完成同样的目的。 ReentrantLock 与synchronized有相同的并发性和内存语义，还包含了中断锁等候和定时锁等候，意味着线程A如果先获得了对象obj的锁，那么线程B可以在等待指定时间内依然无法获取锁，那么就会自动放弃该锁。但是由于synchronized是在JVM层面实现的，因此系统可以监控锁的释放与否，而ReentrantLock使用代码实现的，系统无法自动释放锁，需要在代码中finally子句中显式释放锁lock.unlock(); 同样的例子，使用lock 如何实现呢？ public class Consumer implements Runnable { private Lock lock; public Consumer(Lock lock) { this. lock = lock; } @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub int count = 10; while( count > 0 ) { try { lock.lock(); count --; System. out.print( "B"); } finally { lock.unlock(); //主动释放锁 try { Thread. sleep(91L); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } } } public class Producer implements Runnable{ private Lock lock; public Producer(Lock lock) { this. lock = lock; } @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub int count = 10; while (count > 0) { try { lock.lock(); count --; System. out.print( "A"); } finally { lock.unlock(); try { Thread. sleep(90L); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } } } 调用代码： public class Test { public static void main(String[] args) { Lock lock = new ReentrantLock(); Consumer consumer = new Consumer(lock); Producer producer = new Producer(lock); new Thread(consumer).start(); new Thread( producer).start(); } } 使用建议：在并发量比较小的情况下，使用synchronized是个不错的选择，但是在并发量比较高的情况下，其性能下降很严重，此时ReentrantLock是个不错的方案。

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