学习编程,API很重要么?

本文探讨了在Java编程学习过程中,API的重要性及其应用策略。强调通过实践掌握常用API,避免盲目记忆,利用现代IDE的强大功能,提高开发效率。同时指出,Java开发涉及多领域知识,如数据库、前端技术、服务器配置等,需综合学习。

学习编程,API的重要性几何?

在培训中,很多人问到了,学习Java,是否需要学习那些大量API的用法,从而成为一个精通Java编程开发的coder?

 

首先,学习Java,API是很重要的,这是毋庸置疑的。一门编程语言,学习起来,除了API,就是一些基本的语义和语法(再加上一些花边历史),如果只学习这些,那么基本上一周就够了。我记得当初学ruby,买了一本programming ruby(当时学习ruby与ror,只有两本书,不像现在)很厚的一本书,只有一小半(300页左右)是有关ruby编程的基础内容,其他一大半都是ruby的api文档,可见除了api,一门语言的核心语法内容都是不多的。

 

那么,是否需要专门去学习甚至是花大量的时间去记忆api?答案是否定的。

 

你的记忆力再好,思维再敏捷,也比不过计算机的存储量和检索速度。所以没有必要专门去记诵那浩繁的api。通过编程练习实践,来实际掌握api的使用,从而将编程开发中,比较实用而且常用的api掌握就好。无论实用那种编程语言,开发中最必不可少的,就是两样,IDE和开发api文档。至于需要将常用的api熟悉掌握,不需要查找文档,那是必须的,总不能一用什么方法就去查文档,这样你的开发速度和技术怎么会提高呢。并且现在的ide如此贴心,代码提示功能足够你平时开发使用了(除了喜欢自虐那文本编辑器开发除外)。

 

事实上,除了api,学习编程语言有太多的工作要去做了。比如java,现在使用java开发,必然不再是单纯的java语言开发,作为web开发的主流,数据存储数据库的内容得了解,web前端的内容(javascript,css)得了解,web服务器的配置得了解,这些就够受的了。

 

 

<think> 我们正在比较RLock(这里特指ReentrantLock)和synchronized在保证操作顺序性方面的异同。 操作顺序性主要关注:同一个线程内连续写操作的顺序是否得到保证(即第二个写操作是否能严格依赖第一个写操作的结果),以及多线程环境下对共享变量的访问顺序。 相同点: 1. 互斥性:两者都提供了互斥机制,确保同一时刻只有一个线程可以执行临界区代码,从而保证了临界区内多个操作的原子性和顺序性。 2. 内存可见性:两者在释放锁时都会将线程本地内存中的修改刷新到主内存,在获取锁时会从主内存中重新读取共享变量,从而保证了临界区内操作的结果对后续获取锁的线程是可见的。 3. 可重入性:两者都是可重入的,同一个线程可以多次获得同一个锁,不会导致死锁(在重入时,锁的持有计数会增加,释放时需要释放相同次数)。 不同点: 1. 实现机制: - synchronized:是Java语言的关键字,由JVM内置实现,底层使用对象监视器(Monitor)实现,通过字节码指令(monitorenter和monitorexit)控制。 - ReentrantLock:是java.util.concurrent.locks包中的一个类,基于AQS(AbstractQueuedSynchronizer)实现,提供了更灵活的API。 2. 功能特性: - 公平性: * synchronized:非公平锁(不保证等待时间最长的线程优先获取锁)。 * ReentrantLock:可以选择公平锁或非公平锁(通过构造函数指定)。 - 等待可中断: * synchronized:等待锁时不可中断(会一直阻塞直到获取锁)。 * ReentrantLock:提供了可中断的等待(lockInterruptibly()方法)。 - 尝试获取锁: * synchronized:不能尝试获取锁,要么获得锁,要么阻塞。 * ReentrantLock:提供了tryLock()方法,可以尝试获取锁(立即返回结果或在指定时间内尝试)。 - 条件变量(Condition): * synchronized:只能使用一个隐式的条件变量(通过wait()/notify()/notifyAll())。 * ReentrantLock:可以创建多个Condition对象,实现更精细的线程等待/唤醒控制。 3. 性能: - 在Java早期版本中,ReentrantLock的性能通常优于synchronized。但随着Java版本的升级(如Java6之后),synchronized进行了很多优化(如偏向锁、轻量级锁、适应性自旋等),两者的性能差距已经不大。在高竞争情况下,ReentrantLock可能仍然有优势(因为提供了更细粒度的控制)。 4. 使用方式: - synchronized:使用简单,无需手动释放锁(在代码块或方法执行完毕后自动释放),避免忘记释放锁的问题。 - ReentrantLock:需要显式地获取和释放锁(通常放在try-finally块中确保释放),使用不当可能导致死锁。 在保证同一个线程内连续写操作的顺序性方面,两者的机制是相同的: - 在同一个线程内,无论是synchronized代码块还是ReentrantLock锁定的代码块,其内部的多个写操作都会按照代码顺序执行(不会重排序),并且前一个写操作的结果对后一个写操作立即可见(因为都在同一个线程内,且锁保证了临界区的顺序执行)。 - 对于多线程环境,两者都通过互斥和内存可见性保证:当一个线程执行完第一个写操作后,释放锁,然后另一个线程获取锁后,可以看到前一个线程的所有修改。 因此,对于同一个线程内的连续写操作,只要这些操作在同一个锁保护的临界区内,无论是使用RLock(ReentrantLock)还是synchronized,都能保证第二个写操作会严格依赖第一个写操作的结果。 示例代码: 使用synchronized: ```java public class SynchronizedExample { private int count = 0; private final Object lock = new Object(); public void increment() { synchronized (lock) { // 写操作1 count++; // 写操作2:依赖写操作1的结果 count = count * 2; } } } ``` 使用ReentrantLock: ```java import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class ReentrantLockExample { private int count = 0; private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); public void increment() { lock.lock(); try { // 写操作1 count++; // 写操作2:依赖写操作1的结果 count = count * 2; } finally { lock.unlock(); } } } ``` 结论:在保证同一个线程内连续写操作的顺序性上,ReentrantLock和synchronized具有相同的效果。选择使用哪种取决于具体的需求(如是否需要公平性、可中断、尝试获取锁等高级特性)。 相关问题: 1. 在哪些场景下应该优先选择ReentrantLock而不是synchronized? 2. synchronized的锁升级过程是怎样的? 3. ReentrantLock的Condition机制是如何工作的? 4. 如何避免使用ReentrantLock时可能出现的死锁? </think> ### RLock与synchronized在操作顺序性保证的异同分析 在Java并发编程中,**RLock**(特指ReentrantLock)和**synchronized**都能保证同一个线程内连续写操作的顺序性,但实现机制和特性存在显著差异。以下是关键对比: --- ### 一、相同点 ✅ 1. **操作顺序保障** 两者均遵循**程序顺序规则**(Program Order Rule),同一个线程内临界区代码不会重排序: ```java // synchronized示例 synchronized(lock) { writeOp1(); // 写操作1 writeOp2(); // 写操作2严格依赖操作1结果 } // RLock示例 lock.lock(); try { writeOp1(); writeOp2(); // 同样严格依赖操作1结果 } finally { lock.unlock(); } ``` *在临界区内,写操作2总能观察到写操作1的最新状态*[^1]。 2. **内存可见性** - `synchronized`:退出同步块时插入**内存屏障**,强制本地缓存刷新至主内存 - `RLock.unlock()`:同样通过内存屏障保证修改可见性 *满足happens-before原则:前序操作结果对后序操作立即可见*[^3]。 3. **可重入性** 两者均支持同一个线程重复获取锁: ```java void recursiveMethod() { lock.lock(); // 或synchronized(lock) try { if (condition) recursiveMethod(); // 可重入 } finally { lock.unlock(); } } ``` --- ### 二、不同点 ️ #### ▶ 1. 实现机制 | 特性 | synchronized | RLock (ReentrantLock) | |---------------------|------------------------------------------|-------------------------------------| | **实现层级** | JVM原生关键字(字节码指令`monitorenter`) | JDK API实现(基于AQS) | | **锁状态** | 隐式关联对象头MarkWord | 显式`volatile int state`状态变量 | | **公平性** | 仅支持非公平锁 | 支持公平/非公平锁(构造函数指定) | | **中断响应** | 阻塞期间不可中断 | 支持`lockInterruptibly()`响应中断 | #### ▶ 2. 顺序控制精细度 - **synchronized**: 临界区内所有操作原子执行,但无法控制不同条件变量的等待顺序。 - **RLock**: 通过**多个Condition**实现精细控制: ```java Condition condA = lock.newCondition(); Condition condB = lock.newCondition(); void process() { lock.lock(); try { while (!conditionA) condA.await(); // 仅释放condA关联资源 writeOp1(); while (!conditionB) condB.await(); writeOp2(); // 精确控制执行顺序 } finally { lock.unlock(); } } ``` *适用于多条件依赖的复杂顺序场景*。 #### ▶ 3. 锁获取灵活性 | 场景 | synchronized | RLock | |---------------------|--------------------------------------|-----------------------------------| | **尝试获取锁** | 不支持 | `tryLock()`/`tryLock(timeout)`[^2] | | **锁释放控制** | 自动释放(代码块结束) | 必须显式`unlock()`(常配合finally) | | **锁查询** | 无法查询 | `isLocked()`/`getHoldCount()` | #### ▶ 4. 性能差异 - **低竞争场景**:synchronized有JVM优化(偏向锁、轻量级锁),性能更优 - **高竞争场景**:RLock的AQS队列调度更高效,减少线程切换开销 $$ \text{吞吐量对比} : \begin{cases} \text{synchronized} & \propto \frac{1}{\text{竞争线程数}} \\ \text{RLock} & \propto \log(\text{竞争线程数}) \end{cases} $$ --- ### 三、选择建议 | 场景 | 推荐方案 | 原因 | |---------------------------|------------------|----------------------------------------------------------------------| | 简单临界区 | synchronized | 代码简洁,JVM自动优化 | | 需要超时/中断控制 | RLock | 避免死锁风险(tryLock) | | 多条件变量顺序控制 | RLock + Condition| 精细调度等待队列 | | 分布式锁场景 | RLock | 可扩展为Redissson等分布式实现 | > **结论**:对于同一个线程内的连续写操作顺序性,两者均可保障;RLock在灵活性、可控性上更优,而synchronized在简单场景更高效[^1][^3]。 --- ### 相关问题 1. 在哪些场景下使用RLock的Condition比synchronized的wait/notify更合适? 2. synchronized的锁升级过程(偏向锁→轻量级锁→重量级锁)如何影响性能? 3. 如何通过JMH基准测试量化比较RLock和synchronized在高并发场景的性能差异? 4. RLock的AQS队列机制如何保证线程唤醒的顺序公平性?
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