为什么需要Lock,而不是直接用synchronized

Lock提供更灵活的同步机制,如响应中断、超时获取及非阻塞尝试,可避免死锁并提高读操作效率。相比synchronized,Lock需要手动释放锁,且在资源竞争不激烈时性能稍逊,但在竞争激烈时表现更好。使用锁的最佳时机包括更新或访问可变成员变量时。

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构建Lock的理由

在解决死锁的时候提出了一个方案是:破坏不可抢占条件,但是这个方案 synchronized 没有办法解决。原因是 synchronized 申请资源的时候,如果申请不到,线程直接进入阻塞状态了,而线程进入阻塞状态,啥都干不了,也释放不了线程已经占有的资源(锁),也就会造成死锁。

但是我们希望的是:

对于“不可抢占”这个条件,占用部分资源的线程进一步申请其他资源时,如果申请不到,可以主动释放它占有的资源,这样不可抢占这个条件就破坏掉了,就可以防止死锁的产生。

有以下三种解决方案:

  1. 能够响应中断。synchronized 的问题是,持有锁 A 后,如果尝试获取锁 B 失败,那么线程就进入阻塞状态,一旦发生死锁,就没有任何机会来唤醒阻塞的线程,也就无法释放持有的锁A。但如果阻塞状态的线程能够响应中断信号,也就是说当我们给阻塞的线程发送中断信号的时候,能够唤醒它,那它就有机会释放曾经持有的锁 A。这样就破坏了不可抢占条件了。
  2. 支持超时。如果线程在一段时间之内没有获取到锁,不是进入阻塞状态,而是返回一个错误,那这个线程也有机会释放曾经持有的锁。这样也能破坏不可抢占条件。
  3. 非阻塞地获取锁。如果尝试获取锁失败,并不进入阻塞状态,而是直接返回,那这个线程也有机会释放曾经持有的锁。这样也能破坏不可抢占条件。

以上三种方案可以全面弥补 synchronized 的问题。这三个方案就是构建Lock的主要原因,体现在 Java的API 上,就是 Lock 接口的三个方法。

// 支持中断的 API
void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
// 支持超时的 API
boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
// 支持非阻塞获取锁的 API
boolean tryLock();

Lock如何保证可见性

class X {
   
  /** 锁,应是私有的、不可变的、不可重用的。Integer 和 String 类型的对象不适合做锁。如果锁发生变化,就意味着失去了互斥功能。
  Integer 和 String 类型的对象在 JVM 里面是可能被重用的,除此之外,JVM 里可能被重用的对象还有 Boolean,
  重用意味着你的锁可能被其他代码使用,如果其他代码synchronized(你的锁),而且不释放,那你的程序就永远拿不到锁,这是隐藏的风险。*/
	private final Lock rtl = new ReentrantLock
`synchronized (lock)`和`synchronized`方法在Java中的使用有明显的区别。下面我们来详细分析: 1. `synchronized (lock)`:这是一种更广义的synchronized(同步)关键字,它可以与一个特定的对象或者变量相关联,用作一种锁定机制,用于确保多个线程在同一时间只执行某一代码段的一部分。这允许你在对象级别实现线程同步。这种形式的同步通常与对象锁(Object Lock)相关联,它是Java内存模型的一部分,确保了不同线程之间的内存一致性。 2. `synchronized`方法:`synchronized`方法是Java中的一个特定语法,它与一个特定的方法相关联,用于同步方法调用。当一个线程正在执行一个同步方法时,其他线程必须等待直到该方法完成执行并释放锁,然后才能开始执行。这就确保了同一时间只有一个线程可以访问被同步的方法。`synchronized`方法适用于同步块,它可以包含任意数量的代码块,只需在块前面加上`synchronized`关键字即可。 两者主要的区别在于使用的上下文和灵活性。`synchronized`方法是一种更直接的方法,因为它直接针对一个特定的方法进行同步。然而,如果需要在更大的代码块(例如整个类或整个应用)上实现同步,`synchronized (lock)`更适用。而且,对于小的同步需求,`synchronized`方法的语法可能看起来过于复杂和冗余。 值得注意的是,无论是使用`synchronized`还是`synchronized (lock)`关键字,它们的主要目的是控制并发性以防止数据冲突和损坏。这通过防止多个线程同时执行相同的代码段来实现,从而避免了数据的不一致性。然而,过度使用同步可能会降低程序的性能,因此需要谨慎使用。
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