读写锁小总结

今天小组组织了一次java性能培训,提到了读写锁,以前没有关注过这个东西,于是培训结束后写个程序探索一下读写锁的使用方式。

 

final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();

ReadWriteLock具有两把锁,lock.readLock()和lock.writeLock(),特性总结如下:

1、readLock与readLock之间不是互斥的,可以并发执行。实验代码如下:

import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class Main
{
   public static void main(String[] args)
   {
      final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
      new Thread(new Runnable()
      {

          @Override
          public void run()
          {

              lock.readLock().lock();
              System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":Sleep begin.");
              // 休眠5秒
              sleepInSeconds(5);
              System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":Sleep complete.");
              lock.readLock().unlock();

           }
       }, "Thread-1").start();

 

      //此处休眠1秒,确保上面的代码得以先执行
      sleepInSeconds(1);

 

      new Thread(new Runnable()
      {

          @Override
          public void run()
         {
             lock.readLock().lock();
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":Sleep begin.");
             // 休眠2秒
             sleepInSeconds(2);
             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":Sleep complete.");
             lock.readLock().unlock();
        }
     }, "Thread-2").start();
 }

   /**
    * 休眠一定时间,单位5秒
    * @param seconds 要休眠的秒数
    */
    private static void sleepInSeconds(int seconds)
    {
        try
        {
            Thread.sleep(seconds * 1000);
        }
        catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
     }

}

Thread-1:Sleep begin.
Thread-2:Sleep begin.
Thread-2:Sleep complete.
Thread-1:Sleep complete.

 

根据输出可以看出,虽然Thread-1已经调用了,lock.readLock().lock(),但是Thread-2还是在Thread-1调用lock.readLock().unlock()之前就执行打印了,说明两个readLock之间是互不影响的。

 

2、readLock和writeLock是互斥的,实验代码如下:

import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class Main
{
   public static void main(String[] args)
   {
      final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
      new Thread(new Runnable()
      {

          @Override
          public void run()
          {

              lock.readLock().lock();
              System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":Sleep begin.");
              // 休眠5秒
              sleepInSeconds(5);
              System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":Sleep complete.");
              lock.readLock().unlock();

           }
       }, "Thread-1").start();

 

      //此处休眠1秒,确保上面的代码得以先执行
      sleepInSeconds(1);

 

      new Thread(new Runnable()
      {

          @Override
          public void run()
         {
             lock.writeLock().lock();
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":Sleep begin.");
             // 休眠2秒
             sleepInSeconds(2);
             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":Sleep complete.");
             lock.writeLock().unlock();
        }
     }, "Thread-2").start();
 }

   /**
    * 休眠一定时间,单位5秒
    * @param seconds 要休眠的秒数
    */
    private static void sleepInSeconds(int seconds)
    {
        try
        {
            Thread.sleep(seconds * 1000);
        }
        catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
     }

}

Thread-1:Sleep begin.
Thread-1:Sleep complete.

Thread-2:Sleep begin.
Thread-2:Sleep complete.

 

3、writeLock与writeLock之间是互斥的,实验代码如下

import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class Main
{
   public static void main(String[] args)
   {
      final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
      new Thread(new Runnable()
      {

          @Override
          public void run()
          {

              lock.writeLock().lock();
              System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":Sleep begin.");
              // 休眠5秒
              sleepInSeconds(5);
              System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":Sleep complete.");
              lock.writeLock().unlock();

           }
       }, "Thread-1").start();

 

      //此处休眠1秒,确保上面的代码得以先执行
      sleepInSeconds(1);

 

      new Thread(new Runnable()
      {

          @Override
          public void run()
         {
             lock.writeLock().lock();
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":Sleep begin.");
             // 休眠2秒
             sleepInSeconds(2);
             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":Sleep complete.");
             lock.writeLock().unlock();
        }
     }, "Thread-2").start();
 }

   /**
    * 休眠一定时间,单位5秒
    * @param seconds 要休眠的秒数
    */
    private static void sleepInSeconds(int seconds)
    {
        try
        {
            Thread.sleep(seconds * 1000);
        }
        catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
     }

}

Thread-1:Sleep begin.
Thread-1:Sleep complete.

Thread-2:Sleep begin.
Thread-2:Sleep complete.

 

由于readLock与writeLock是互斥的,而readLock与readLock之间是非互斥的,产生了一种猜想,假设有这么一种场景:

Thread-1在第0秒的时候执行了readLock().lock()

Thread-1在第5秒的时候执行了readLock().unlock()

 

Thread-2在第2秒的时候执行了writeLock().lock()

Thread-2在第7秒的时候执行了writeLock().unlock()

 

Thread-3在第4秒的时候执行了writeLock().lock()

Thread-3在第9秒的时候执行了writeLock().unlock()

 

由于Thread-2的writeLock与Thread-1的readLock是互斥的,所以在第5秒之前Thread-2的writeLock之间的代码都不会执行,但Thread-1和Thread-3都是读锁,会不会出现Thread-3的readLock之间的代码先于Thread-2的writeLock之间的代码执行的情况,做个实验便知

 

import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class Main
{
 private static long beginTime;
 public static void main(String[] args)
 {
  final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
  beginTime = System.currentTimeMillis();
  new Thread(new Runnable()
  {

   @Override
   public void run()
   {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " begin running."+getTime());
    lock.writeLock().lock();
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":Sleep begin."+getTime());
    // 休眠5秒
    sleepInSeconds(5);
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":Sleep complete."+getTime());
    lock.writeLock().unlock();

   }
  }, "Thread-1").start();
  
  //此处休眠1秒,确保上面的代码得以先执行
  sleepInSeconds(2);

  new Thread(new Runnable()
  {

   @Override
   public void run()
   {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " begin running."+getTime());
    lock.writeLock().lock();
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":Sleep begin."+getTime());
    // 休眠2秒
    sleepInSeconds(5);
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":Sleep complete."+getTime());
    lock.writeLock().unlock();
   }
  }, "Thread-2").start();
  
  //此处休眠1秒,确保上面的代码得以先执行
  sleepInSeconds(2);

  new Thread(new Runnable()
  {

   @Override
   public void run()
   {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " begin running."+getTime());
    lock.readLock().lock();
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":Sleep begin."+getTime());
    // 休眠2秒
    sleepInSeconds(5);
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":Sleep complete."+getTime());
    lock.readLock().unlock();
   }
  }, "Thread-3").start();
 }

 /**
  * 休眠一定时间,单位5秒
  * @param seconds 要休眠的秒数
  */
 private static void sleepInSeconds(int seconds)
 {
  try
  {
   Thread.sleep(seconds * 1000);
  }
  catch (InterruptedException e)
  {
   e.printStackTrace();
  }
 }
 
 /**
  * 获取时间字符串
  * @return
  */
 private static String getTime()
 {
  return " Time:"+(System.currentTimeMillis() - beginTime)/1000;
 }

}

Thread-1 begin running. Time:0
Thread-1:Sleep begin. Time:0
Thread-2 begin running. Time:2
Thread-3 begin running. Time:4
Thread-1:Sleep complete. Time:5
Thread-2:Sleep begin. Time:5
Thread-2:Sleep complete. Time:10
Thread-3:Sleep begin. Time:10
Thread-3:Sleep complete. Time:15

 

 

从实验结果来看,Thread-1,Thread-2,Thread-3的代码已经按照原先设计在分别在0秒,2秒,4秒的时刻被调用,但是其lock部分的代码却是:Thread-1的lock代码先执行,Thread-1执行完了才执行Thread-2的lock代码,Thread-2执行完了才执行Thread-3的lock代码。

 

之前猜想的Thread-3的lock代码先于Thread-2的lock代码执行的情况没有出现,也就是说虽然当前正在执行的代码是readLock的代码,但如果存在一个writeLock排队,那么其它readLock是无法与当前正在执行的readLock并行执行的。

 

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本课题设计了一种利用Matlab平台开发的植物叶片健康状态识别方案,重点融合了色彩与纹理双重特征以实现对叶片病害的自动化判别。该系统构建了直观的图形操作界面,便于用户提交叶片影像并快速获得分析结论。Matlab作为具备高效数值计算与数据处理能力的工具,在图像分析与模式分类领域应用广泛,本项目正是借助其功能解决农业病害监测的实际问题。 在色彩特征分析方面,叶片影像的颜色分布常与其生理状态密切相关。通常,健康的叶片呈现绿色,而出现黄化、褐变等异常色彩往往指示病害或虫害的发生。Matlab提供了一系列图像处理函数,例如可通过色彩空间转换与直方图统计来量化颜色属性。通过计算各颜色通道的统计参数(如均值、标准差及主成分等),能够提取具有判别力的色彩特征,从而为不同病害类别的区分提供依据。 纹理特征则用于描述叶片表面的微观结构与形态变化,如病斑、皱缩或裂纹等。Matlab中的灰度共生矩阵计算函数可用于提取对比度、均匀性、相关性等纹理指标。此外,局部二值模式与Gabor滤波等方法也能从多尺度刻画纹理细节,进一步增强病害识别的鲁棒性。 系统的人机交互界面基于Matlab的图形用户界面开发环境实现。用户可通过该界面上传待检图像,系统将自动执行图像预处理、特征抽取与分类判断。采用的分类模型包括支持向量机、决策树等机器学习方法,通过对已标注样本的训练,模型能够依据新图像的特征向量预测其所属的病害类别。 此类课题设计有助于深化对Matlab编程、图像处理技术与模式识别原理的理解。通过完整实现从特征提取到分类决策的流程,学生能够将理论知识与实际应用相结合,提升解决复杂工程问题的能力。总体而言,该叶片病害检测系统涵盖了图像分析、特征融合、分类算法及界面开发等多个技术环节,为学习与掌握基于Matlab的智能检测技术提供了综合性实践案例。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
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