java锁

本文对比分析了Lock与synchronized的并发性和内存语义特点,包括ReentrantLock提供的额外功能,如锁投票、定时锁等候及中断锁等候等。探讨了它们在不同场景下的性能表现,并介绍了Atomic类的应用。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

Lock与synchronized 的区别
1、ReentrantLock 拥有Synchronized相同的并发性和内存语义,此外还多了 锁投票,定时锁等候和中断锁等候
线程A和B都要获取对象O的锁定,假设A获取了对象O锁,B将等待A释放对O的锁定,
如果使用 synchronized ,如果A不释放,B将一直等下去,不能被中断
如果 使用ReentrantLock,如果A不释放,可以使B在等待了足够长的时间以后,中断等待,而干别的事情


ReentrantLock获取锁定与三种方式:
a) lock(), 如果获取了锁立即返回,如果别的线程持有锁,当前线程则一直处于休眠状态,直到获取锁
b) tryLock(), 如果获取了锁立即返回true,如果别的线程正持有锁,立即返回false;
c)tryLock(long timeout,TimeUnit unit), 如果获取了锁定立即返回true,如果别的线程正持有锁,会等待参数给定的时间,在等待的过程中,如果获取了锁定,就返回true,如果等待超时,返回false;
d) lockInterruptibly:如果获取了锁定立即返回,如果没有获取锁定,当前线程处于休眠状态,直到或者锁定,或者当前线程被别的线程中断


2、synchronized是在JVM层面上实现的,不但可以通过一些监控工具监控synchronized的锁定,而且在代码执行时出现异常,JVM会自动释放锁定,但是使用Lock则不行,lock是通过代码实现的,要保证锁定一定会被释放,就必须将unLock()放到finally{}中


3、在资源竞争不是很激烈的情况下,Synchronized的性能要优于ReetrantLock,但是在资源竞争很激烈的情况下,Synchronized的性能会下降几十倍,但是ReetrantLock的性能能维持常态;


5.0的多线程任务包对于同步的性能方面有了很大的改进,在原有synchronized关键字的基础上,又增加了ReentrantLock,以及各种Atomic类。了解其性能的优劣程度,有助与我们在特定的情形下做出正确的选择。


总体的结论先摆出来:


synchronized: 
在资源竞争不是很激烈的情况下,偶尔会有同步的情形下,synchronized是很合适的。原因在于,编译程序通常会尽可能的进行优化synchronize,另外可读性非常好,不管用没用过5.0多线程包的程序员都能理解。


ReentrantLock: 
ReentrantLock提供了多样化的同步,比如有时间限制的同步,可以被Interrupt的同步(synchronized的同步是不能Interrupt的)等。在资源竞争不激烈的情形下,性能稍微比synchronized差点点。但是当同步非常激烈的时候,synchronized的性能一下子能下降好几十倍。而ReentrantLock确还能维持常态。


Atomic: 
和上面的类似,不激烈情况下,性能比synchronized略逊,而激烈的时候,也能维持常态。激烈的时候,Atomic的性能会优于ReentrantLock一倍左右。但是其有一个缺点,就是只能同步一个值,一段代码中只能出现一个Atomic的变量,多于一个同步无效。因为他不能在多个Atomic之间同步。
### Java 机制详解 Java 中的机制是实现多线程同步和保障线程安全的重要技术基础,广泛应用于并发编程中。的主要作用在于控制多个线程对共享资源的访问,防止数据竞争和不一致状态的出现。Java 提供了多种机制,开发者可以根据不同场景选择合适的类型来实现并发控制[^1]。 #### synchronized 关键字 `synchronized` 是 Java 中最基础的同步机制,可用于方法或代码块,确保同一时间只有一个线程可以执行特定代码。其使用方式包括: - **同步方法**:通过在方法声明中添加 `synchronized` 修饰符,使得调用该方法的线程必须获取对象。 - **同步代码块**:通过 `synchronized(object)` 指定对象,控制对特定代码块的访问。 ```java public class SynchronizedExample { private int count = 0; public synchronized void increment() { count++; } public void decrement() { synchronized (this) { count--; } } } ``` 该机制是隐式的可重入,即同一个线程在持有的情况下可以再次进入同步代码块或方法,而不会导致死,这一特性提升了并发程序的稳定性[^3]。 #### Lock 接口及其实现类 Java 并发包 `java.util.concurrent.locks` 提供了 `Lock` 接口,它比 `synchronized` 提供了更灵活的机制,允许尝试获取、超时、响应中断等操作。其中最常用的实现类是 `ReentrantLock`,它同样支持可重入特性,并提供了比 `synchronized` 更强的控制能力。 ```java import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class ReentrantLockExample { private final Lock lock = new ReentrantLock(); private int count = 0; public void increment() { lock.lock(); try { count++; } finally { lock.unlock(); } } } ``` 与 `synchronized` 不同的是,`ReentrantLock` 需要显式调用 `lock()` 和 `unlock()` 方法,并建议在 `finally` 块中释放以确保的释放[^4]。 #### 读写(ReadWriteLock) `ReadWriteLock` 是一种特殊的机制,适用于读多写少的场景。它允许一个资源可以被多个读线程同时访问,但写线程独占资源。Java 提供了 `ReentrantReadWriteLock` 实现,支持读写分离,提高了并发性能。 ```java import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; public class ReadWriteLockExample { private final ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock(); private int data = 0; public void readData() { rwLock.readLock().lock(); try { System.out.println("Reading data: " + data); } finally { rwLock.readLock().unlock(); } } public void writeData(int value) { rwLock.writeLock().lock(); try { data = value; System.out.println("Data updated to: " + data); } finally { rwLock.writeLock().unlock(); } } } ``` 该机制在高并发读取场景下,如缓存系统,可以显著提升性能[^2]。 #### StampedLock `StampedLock` 是 Java 8 引入的一种更高效的读写实现,它支持乐观读(Optimistic Reading),在读操作不频繁发生冲突时,可以避免阻塞,从而提升性能。相较于 `ReentrantReadWriteLock`,`StampedLock` 更加复杂,但也更适用于高并发读场景。 ```java import java.util.concurrent.locks.StampedLock; public class StampedLockExample { private final StampedLock stampedLock = new StampedLock(); private double x, y; public void move(double deltaX, double deltaY) { long stamp = stampedLock.writeLock(); try { x += deltaX; y += deltaY; } finally { stampedLock.unlockWrite(stamp); } } public double distanceFromOrigin() { long stamp = stampedLock.tryOptimisticRead(); double currentX = x; double currentY = y; if (!stampedLock.validate(stamp)) { stamp = stampedLock.readLock(); try { currentX = x; currentY = y; } finally { stampedLock.unlockRead(stamp); } } return Math.sqrt(currentX * currentX + currentY * currentY); } } ``` 该机制在读取操作频繁但写入较少的场景下表现优异,适合用于高性能并发系统[^4]。 #### 乐观与悲观 Java 中的机制还可根据的行为分为乐观和悲观。乐观假设冲突较少,仅在提交更新时检查冲突,适用于读多写少的场景;而悲观则假设冲突频繁,因此每次访问数据时都加。`StampedLock` 的乐观读是乐观的一个典型实现,而 `synchronized` 和 `ReentrantLock` 则属于悲观的范畴[^2]。 --- ###
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值