Java多线程之Lock的使用

时间：2021-07-30 00:17:25
  1. import java.util.concurrent.ExecutorService;
  2. import java.util.concurrent.Executors;
  3. import java.util.concurrent.Future;
  4. import java.util.concurrent.locks.Lock;
  5. import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
  6. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
  7. import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
  8. /**
  9. * Lockers
  10. * 在多线程编程里面一个重要的概念是锁定，如果一个资源是多个线程共享的，为了保证数据的完整性，
  11. * 在进行事务性操作时需要将共享资源锁定，这样可以保证在做事务性操作时只有一个线程能对资源进行操作，
  12. * 从而保证数据的完整性。在5.0以前，锁定的功能是由Synchronized关键字来实现的。
  13. */
  14. public class Lockers {
  15. /**
  16. * 测试Lock的使用。在方法中使用Lock，可以避免使用Synchronized关键字。
  17. */
  18. public static class LockTest {
  19. Lock lock = new ReentrantLock();// 锁
  20. double value = 0d; // 值
  21. int addtimes = 0;
  22. /**
  23. * 增加value的值，该方法的操作分为2步，而且相互依赖，必须实现在一个事务中
  24. * 所以该方法必须同步，以前的做法是在方法声明中使用Synchronized关键字。
  25. */
  26. public void addValue(double v) {
  27. lock.lock();// 取得锁
  28. System.out.println("LockTest to addValue: " + v + "   "
  29. + System.currentTimeMillis());
  30. try {
  31. Thread.sleep(1000);
  32. } catch (InterruptedException e) {
  33. }
  34. this.value += v;
  35. this.addtimes++;
  36. lock.unlock();// 释放锁
  37. }
  38. public double getValue() {
  39. return this.value;
  40. }
  41. }
  42. public static void testLockTest() throws Exception{
  43. final LockTest lockTest = new LockTest();
  44. // 新建任务1，调用lockTest的addValue方法
  45. Runnable task1 = new Runnable(){
  46. public void run(){
  47. lockTest.addValue(55.55);
  48. }
  49. };
  50. // 新建任务2，调用lockTest的getValue方法
  51. Runnable task2 = new Runnable(){
  52. public void run(){
  53. System.out.println("value: " + lockTest.getValue());
  54. }
  55. };
  56. // 新建任务执行服务
  57. ExecutorService cachedService = Executors.newCachedThreadPool();
  58. Future future = null;
  59. // 同时执行任务1三次，由于addValue方法使用了锁机制，所以，实质上会顺序执行
  60. for (int i=0; i<3; i++){
  61. future = cachedService.submit(task1);
  62. }
  63. // 等待最后一个任务1被执行完
  64. future.get();
  65. // 再执行任务2，输出结果
  66. future = cachedService.submit(task2);
  67. // 等待任务2执行完后，关闭任务执行服务
  68. future.get();
  69. cachedService.shutdownNow();
  70. }
  71. /**
  72. * ReadWriteLock内置两个Lock，一个是读的Lock，一个是写的Lock。
  73. * 多个线程可同时得到读的Lock，但只有一个线程能得到写的Lock，
  74. * 而且写的Lock被锁定后，任何线程都不能得到Lock。ReadWriteLock提供的方法有：
  75. * readLock(): 返回一个读的lock
  76. * writeLock(): 返回一个写的lock, 此lock是排他的。
  77. * ReadWriteLockTest很适合处理类似文件的读写操作。
  78. * 读的时候可以同时读，但不能写；写的时候既不能同时写也不能读。
  79. */
  80. public static class ReadWriteLockTest{
  81. // 锁
  82. ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
  83. // 值
  84. double value = 0d;
  85. int addtimes = 0;
  86. /**
  87. * 增加value的值，不允许多个线程同时进入该方法
  88. */
  89. public void addValue(double v) {
  90. // 得到writeLock并锁定
  91. Lock writeLock = lock.writeLock();
  92. writeLock.lock();
  93. System.out.println("ReadWriteLockTest to addValue: " + v + "   "
  94. + System.currentTimeMillis());
  95. try {
  96. Thread.sleep(1000);
  97. } catch (InterruptedException e) {
  98. }
  99. try {
  100. // 做写的工作
  101. this.value += v;
  102. this.addtimes++;
  103. } finally {
  104. // 释放writeLock锁
  105. writeLock.unlock();
  106. }
  107. }
  108. /**
  109. * 获得信息。当有线程在调用addValue方法时，getInfo得到的信息可能是不正确的。
  110. * 所以，也必须保证该方法在被调用时，没有方法在调用addValue方法。
  111. */
  112. public String getInfo() {
  113. // 得到readLock并锁定
  114. Lock readLock = lock.readLock();
  115. readLock.lock();
  116. System.out.println("ReadWriteLockTest to getInfo   "
  117. + System.currentTimeMillis());
  118. try {
  119. Thread.sleep(1000);
  120. } catch (InterruptedException e) {
  121. }
  122. try {
  123. // 做读的工作
  124. return this.value + " : " + this.addtimes;
  125. } finally {
  126. // 释放readLock
  127. readLock.unlock();
  128. }
  129. }
  130. }
  131. public static void testReadWriteLockTest() throws Exception{
  132. final ReadWriteLockTest readWriteLockTest = new ReadWriteLockTest();
  133. // 新建任务1，调用lockTest的addValue方法
  134. Runnable task_1 = new Runnable(){
  135. public void run(){
  136. readWriteLockTest.addValue(55.55);
  137. }
  138. };
  139. // 新建任务2，调用lockTest的getValue方法
  140. Runnable task_2 = new Runnable(){
  141. public void run(){
  142. System.out.println("info: " + readWriteLockTest.getInfo());
  143. }
  144. };
  145. // 新建任务执行服务
  146. ExecutorService cachedService_1 = Executors.newCachedThreadPool();
  147. Future future_1 = null;
  148. // 同时执行5个任务，其中前2个任务是task_1，后两个任务是task_2
  149. for (int i=0; i<2; i++){
  150. future_1 = cachedService_1.submit(task_1);
  151. }
  152. for (int i=0; i<2; i++){
  153. future_1 = cachedService_1.submit(task_2);
  154. }
  155. // 最后一个任务是task_1
  156. future_1 = cachedService_1.submit(task_1);
  157. // 这5个任务的执行顺序应该是：
  158. // 第一个task_1先执行，第二个task_1再执行；这是因为不能同时写，所以必须等。
  159. // 然后2个task_2同时执行；这是因为在写的时候，就不能读，所以都等待写结束，
  160. // 又因为可以同时读，所以它们同时执行
  161. // 最后一个task_1再执行。这是因为在读的时候，也不能写，所以必须等待读结束后，才能写。
  162. // 等待最后一个task_2被执行完
  163. future_1.get();
  164. cachedService_1.shutdownNow();
  165. }
  166. public static void main(String[] args) throws Exception{
  167. Lockers.testLockTest();
  168. System.out.println("---------------------");
  169. Lockers.testReadWriteLockTest();
  170. }
  171. }
 
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