Java同步锁——lock与synchronized 的区别【转】
内容导读
互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了Java同步锁——lock与synchronized 的区别【转】，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含13974字，纯文字阅读大概需要20分钟。
内容图文
在网上看来很多关于同步锁的博文，记录下来方便以后阅读
一、Lock和synchronized有以下几点不同：
1）Lock是一个接口，而synchronized是Java中的关键字，synchronized是内置的语言实现，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；
2）synchronized在发生异常时，会自动释放线程占有的锁，因此不会导致死锁现象发生；而Lock在发生异常时，如果没有主动通过unLock()去释放锁，则很可能造成死锁现象，因此使用Lock时需要在finally块中释放锁；
3）Lock可以让等待锁的线程响应中断，线程可以中断去干别的事务，而synchronized却不行，使用synchronized时，等待的线程会一直等待下去，不能够响应中断；
4）通过Lock可以知道有没有成功获取锁，而synchronized却无法办到。
5）Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。
在性能上来说，如果竞争资源不激烈，两者的性能是差不多的，而当竞争资源非常激烈时（即有大量线程同时竞争），此时Lock的性能要远远优于synchronized。所以说，在具体使用时要根据适当情况选择。
举个例子：当有多个线程读写文件时，读操作和写操作会发生冲突现象，写操作和写操作会发生冲突现象，但是读操作和读操作不会发生冲突现象。
但是采用synchronized关键字来实现同步的话，就会导致一个问题：
如果多个线程都只是进行读操作，所以当一个线程在进行读操作时，其他线程只能等待无法进行读操作。
因此就需要一种机制来使得多个线程都只是进行读操作时，线程之间不会发生冲突，通过Lock就可以办到。
另外，通过Lock可以知道线程有没有成功获取到锁。这个是synchronized无法办到的
二、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
三、下面我们就来探讨一下java.util.concurrent.locks包中常用的类和接口。
1.Lock
首先要说明的就是Lock，通过查看Lock的源码可知，Lock是一个接口：
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public interface Lock {
????void lock();
????void lockInterruptibly()?throws InterruptedException;
????boolean tryLock();
????boolean tryLock(long time, TimeUnit unit)?throws InterruptedException;
????void unlock();
????Condition newCondition();
}
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下面来逐个讲述Lock接口中每个方法的使用，lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)和lockInterruptibly()是用来获取锁的。unLock()方法是用来释放锁的。newCondition()这个方法暂且不在此讲述，会在后面的线程协作一文中讲述。
在Lock中声明了四个方法来获取锁，那么这四个方法有何区别呢？
首先lock()方法是平常使用得最多的一个方法，就是用来获取锁。如果锁已被其他线程获取，则进行等待。
由于在前面讲到如果采用Lock，必须主动去释放锁，并且在发生异常时，不会自动释放锁。因此一般来说，使用Lock必须在try{}catch{}块中进行，并且将释放锁的操作放在finally块中进行，以保证锁一定被被释放，防止死锁的发生。通常使用Lock来进行同步的话，是以下面这种形式去使用的：
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Lock lock = ...;
lock.lock();
try{
????//处理任务
}catch(Exception ex){
????
}finally{
????lock.unlock();???//释放锁
}
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tryLock()方法是有返回值的，它表示用来尝试获取锁，如果获取成功，则返回true，如果获取失败（即锁已被其他线程获取），则返回false，也就说这个方法无论如何都会立即返回。在拿不到锁时不会一直在那等待。
tryLock(long time, TimeUnit unit)方法和tryLock()方法是类似的，只不过区别在于这个方法在拿不到锁时会等待一定的时间，在时间期限之内如果还拿不到锁，就返回false。如果如果一开始拿到锁或者在等待期间内拿到了锁，则返回true。
所以，一般情况下通过tryLock来获取锁时是这样使用的：
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Lock lock = ...;
if(lock.tryLock()) {
?????try{
?????????//处理任务
?????}catch(Exception ex){
????????
?????}finally{
?????????lock.unlock();???//释放锁
?????}?
}else {
????//如果不能获取锁，则直接做其他事情
}
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lockInterruptibly()方法比较特殊，当通过这个方法去获取锁时，如果线程正在等待获取锁，则这个线程能够响应中断，即中断线程的等待状态。也就使说，当两个线程同时通过lock.lockInterruptibly()想获取某个锁时，假若此时线程A获取到了锁，而线程B只有在等待，那么对线程B调用threadB.interrupt()方法能够中断线程B的等待过程。
由于lockInterruptibly()的声明中抛出了异常，所以lock.lockInterruptibly()必须放在try块中或者在调用lockInterruptibly()的方法外声明抛出InterruptedException。
因此lockInterruptibly()一般的使用形式如下：
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public void method()?throws InterruptedException {
????lock.lockInterruptibly();
????try {??
?????//.....
????}
????finally {
????????lock.unlock();
????}??
}
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注意，当一个线程获取了锁之后，是不会被interrupt()方法中断的。因为本身在前面的文章中讲过单独调用interrupt()方法不能中断正在运行过程中的线程，只能中断阻塞过程中的线程。
因此当通过lockInterruptibly()方法获取某个锁时，如果不能获取到，只有进行等待的情况下，是可以响应中断的。
而用synchronized修饰的话，当一个线程处于等待某个锁的状态，是无法被中断的，只有一直等待下去。
2.ReentrantLock
ReentrantLock，意思是“可重入锁”，关于可重入锁的概念在下一节讲述。ReentrantLock是唯一实现了Lock接口的类，并且ReentrantLock提供了更多的方法。下面通过一些实例看具体看一下如何使用ReentrantLock。
例子1，lock()的正确使用方法
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public class Test {
????private ArrayList<Integer> arrayList =?new ArrayList<Integer>();
????public static void main(String[] args)? {
????????final Test test =?new Test();
????????
????????new Thread(){
????????????public void run() {
????????????????test.insert(Thread.currentThread());
????????????};
????????}.start();
????????
????????new Thread(){
????????????public void run() {
????????????????test.insert(Thread.currentThread());
????????????};
????????}.start();
????}??
????
????public void insert(Thread thread) {
????????Lock lock =?new ReentrantLock();????//注意这个地方
????????lock.lock();
????????try {
????????????System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
????????????for(int i=0;i<5;i++) {
????????????????arrayList.add(i);
????????????}
????????}?catch (Exception e) {
????????????// TODO: handle exception
????????}finally {
????????????System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
????????????lock.unlock();
????????}
????}
}
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各位朋友先想一下这段代码的输出结果是什么？
View Code
也许有朋友会问，怎么会输出这个结果？第二个线程怎么会在第一个线程释放锁之前得到了锁？原因在于，在insert方法中的lock变量是局部变量，每个线程执行该方法时都会保存一个副本，那么理所当然每个线程执行到lock.lock()处获取的是不同的锁，所以就不会发生冲突。
知道了原因改起来就比较容易了，只需要将lock声明为类的属性即可。
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public class Test {
????private ArrayList<Integer> arrayList =?new ArrayList<Integer>();
????private Lock lock =?new ReentrantLock();????//注意这个地方
????public static void main(String[] args)? {
????????final Test test =?new Test();
????????
????????new Thread(){
????????????public void run() {
????????????????test.insert(Thread.currentThread());
????????????};
????????}.start();
????????
????????new Thread(){
????????????public void run() {
????????????????test.insert(Thread.currentThread());
????????????};
????????}.start();
????}??
????
????public void insert(Thread thread) {
????????lock.lock();
????????try {
????????????System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
????????????for(int i=0;i<5;i++) {
????????????????arrayList.add(i);
????????????}
????????}?catch (Exception e) {
????????????// TODO: handle exception
????????}finally {
????????????System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
????????????lock.unlock();
????????}
????}
}
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这样就是正确地使用Lock的方法了。
例子2，tryLock()的使用方法
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public class Test {
????private ArrayList<Integer> arrayList =?new ArrayList<Integer>();
????private Lock lock =?new ReentrantLock();????//注意这个地方
????public static void main(String[] args)? {
????????final Test test =?new Test();
????????
????????new Thread(){
????????????public void run() {
????????????????test.insert(Thread.currentThread());
????????????};
????????}.start();
????????
????????new Thread(){
????????????public void run() {
????????????????test.insert(Thread.currentThread());
????????????};
????????}.start();
????}??
????
????public void insert(Thread thread) {
????????if(lock.tryLock()) {
????????????try {
????????????????System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
????????????????for(int i=0;i<5;i++) {
????????????????????arrayList.add(i);
????????????????}
????????????}?catch (Exception e) {
????????????????// TODO: handle exception
????????????}finally {
????????????????System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
????????????????lock.unlock();
????????????}
????????}?else {
????????????System.out.println(thread.getName()+"获取锁失败");
????????}
????}
}
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输出结果：
View Code
例子3，lockInterruptibly()响应中断的使用方法：
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public class Test {
????private Lock lock =?new ReentrantLock();???
????public static void main(String[] args)? {
????????Test test =?new Test();
????????MyThread thread1 =?new MyThread(test);
????????MyThread thread2 =?new MyThread(test);
????????thread1.start();
????????thread2.start();
????????
????????try {
????????????Thread.sleep(2000);
????????}?catch (InterruptedException e) {
????????????e.printStackTrace();
????????}
????????thread2.interrupt();
????}??
????
????public void insert(Thread thread)?throws InterruptedException{
????????lock.lockInterruptibly();???//注意，如果需要正确中断等待锁的线程，必须将获取锁放在外面，然后将InterruptedException抛出
????????try {??
????????????System.out.println(thread.getName()+"得到了锁");
????????????long startTime = System.currentTimeMillis();
????????????for(??? ;???? ;) {
????????????????if(System.currentTimeMillis() - startTime >= Integer.MAX_VALUE)
????????????????????break;
????????????????//插入数据
????????????}
????????}
????????finally {
????????????System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行finally");
????????????lock.unlock();
????????????System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
????????}??
????}
}
class MyThread?extends Thread {
????private Test test =?null;
????public MyThread(Test test) {
????????this.test = test;
????}
????@Override
????public void run() {
????????
????????try {
????????????test.insert(Thread.currentThread());
????????}?catch (InterruptedException e) {
????????????System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被中断");
????????}
????}
}
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运行之后，发现thread2能够被正确中断。
3.ReadWriteLock
ReadWriteLock也是一个接口，在它里面只定义了两个方法：
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public interface ReadWriteLock {
????/**
?????* Returns the lock used for reading.
?????*
?????* @return the lock used for reading.
?????*/
????Lock readLock();
????/**
?????* Returns the lock used for writing.
?????*
?????* @return the lock used for writing.
?????*/
????Lock writeLock();
}
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一个用来获取读锁，一个用来获取写锁。也就是说将文件的读写操作分开，分成2个锁来分配给线程，从而使得多个线程可以同时进行读操作。下面的ReentrantReadWriteLock实现了ReadWriteLock接口。
4.ReentrantReadWriteLock
ReentrantReadWriteLock里面提供了很多丰富的方法，不过最主要的有两个方法：readLock()和writeLock()用来获取读锁和写锁。
下面通过几个例子来看一下ReentrantReadWriteLock具体用法。
假如有多个线程要同时进行读操作的话，先看一下synchronized达到的效果：
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public class Test {
????private ReentrantReadWriteLock rwl =?new ReentrantReadWriteLock();
????
????public static void main(String[] args)? {
????????final Test test =?new Test();
????????
????????new Thread(){
????????????public void run() {
????????????????test.get(Thread.currentThread());
????????????};
????????}.start();
????????
????????new Thread(){
????????????public void run() {
????????????????test.get(Thread.currentThread());
????????????};
????????}.start();
????????
????}??
????
????public synchronized void get(Thread thread) {
????????long start = System.currentTimeMillis();
????????while(System.currentTimeMillis() - start <=?1) {
????????????System.out.println(thread.getName()+"正在进行读操作");
????????}
????????System.out.println(thread.getName()+"读操作完毕");
????}
}
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这段程序的输出结果会是，直到thread1执行完读操作之后，才会打印thread2执行读操作的信息。
View Code
而改成用读写锁的话：
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public class Test {
????private ReentrantReadWriteLock rwl =?new ReentrantReadWriteLock();
????
????public static void main(String[] args)? {
????????final Test test =?new Test();
????????
????????new Thread(){
????????????public void run() {
????????????????test.get(Thread.currentThread());
????????????};
????????}.start();
????????
????????new Thread(){
????????????public void run() {
????????????????test.get(Thread.currentThread());
????????????};
????????}.start();
????????
????}??
????
????public void get(Thread thread) {
????????rwl.readLock().lock();
????????try {
????????????long start = System.currentTimeMillis();
????????????
????????????while(System.currentTimeMillis() - start <=?1) {
????????????????System.out.println(thread.getName()+"正在进行读操作");
????????????}
????????????System.out.println(thread.getName()+"读操作完毕");
????????}?finally {
????????????rwl.readLock().unlock();
????????}
????}
}
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此时打印的结果为：
View Code
说明thread1和thread2在同时进行读操作。
这样就大大提升了读操作的效率。
不过要注意的是，如果有一个线程已经占用了读锁，则此时其他线程如果要申请写锁，则申请写锁的线程会一直等待释放读锁。
如果有一个线程已经占用了写锁，则此时其他线程如果申请写锁或者读锁，则申请的线程会一直等待释放写锁。
关于ReentrantReadWriteLock类中的其他方法感兴趣的朋友可以自行查阅API文档。
内容总结
以上是互联网集市为您收集整理的Java同步锁——lock与synchronized 的区别【转】全部内容，希望文章能够帮你解决Java同步锁——lock与synchronized 的区别【转】所遇到的程序开发问题。
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