一说到java的并发,机会想到锁。那最简单粗暴的保证线程安全的就是java关键字synchronized。那为什么还要Lock呢?
先来说说 synchronized的缺点:
我们了解到如果一个代码块被synchronized修饰了,当一个线程获取了对应的锁,并执行该代码块时,其他线程便只能一直等待,等待获取锁的线程释放锁,而这里获取锁的线程释放锁只会有两种情况:
1)获取锁的线程执行完了该代码块,然后线程释放对锁的占有;
2)线程执行发生异常,此时JVM会让线程自动释放锁。
想想极端的情况, 万一调用sleep或者等待I/O没有释放锁,阻塞了,没有释放锁,那其他线程只能眼睁睁的看着,等待该线程被唤醒,执行完自动回收。这种情况与并发的意愿相违背。 那可咋整呢?
因此就需要有一种机制可以不让等待的线程一直无期限地等待下去(比如只等待一定的时间或者能够响应中断),通过Lock就可以办到。
lock的特点:
1)Lock不是Java语言内置的,synchronized是Java语言的关键字,因此是内置特性。Lock是一个类,通过这个类可以实现同步访问;
2)Lock和synchronized有一点非常大的不同,采用synchronized不需要用户去手动释放锁,当synchronized方法或者synchronized代码块执行完之后,系统会自动让线程释放对锁的占用;而Lock则必须要用户去手动释放锁,如果没有主动释放锁,就有可能导致出现死锁现象。
想要了解一个方法,不看源码怎么行?
java.util.concurrent.locks包中常用的类和接口。
1 public interface Lock { 2 void lock(); 3 void lockInterruptibly() throws InterruptedException; 4 boolean tryLock(); 5 boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException; 6 void unlock(); 7 Condition new Condition(); 8 }
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
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:
1 Lock lock = ...; 2 lock.lock(); 3 try{ 4 //处理任务 5 }catch(Exception ex){ 6 7 }finally{ 8 lock.unlock(); //释放锁 9 }
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。
一般情况下通过tryLock来获取锁时是这样使用的:
1 Lock lock = ...; 2 if(lock.tryLock()) { 3 try{ 4 //处理任务 5 }catch(Exception ex){ 6 7 }finally{ 8 lock.unlock(); //释放锁 9 } 10 }else { 11 //如果不能获取锁,则直接做其他事情 12 }
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。(tryLock(long time)只是加上时间)。
例子1,lock()的正确使用方法
1 public class Test { 2 private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>(); 3 public static void main(String[] args) { 4 final Test test = new Test(); 5 6 new Thread(){ 7 public void run() { 8 test.insert(Thread.currentThread()); 9 }; 10 }.start(); 11 12 new Thread(){ 13 public void run() { 14 test.insert(Thread.currentThread()); 15 }; 16 }.start(); 17 } 18 19 public void insert(Thread thread) { 20 Lock lock = new ReentrantLock(); //注意这个地方 21 lock.lock(); 22 try { 23 System.out.println(thread.getName()+"得到了锁"); 24 for(int i=0;i<5;i++) { 25 arrayList.add(i); 26 } 27 } catch (Exception e) { 28 // TODO: handle exception 29 }finally { 30 System.out.println(thread.getName()+"释放了锁"); 31 lock.unlock(); 32 } 33 } 34 }
结果为:
Thread-0得到了锁 Thread-1得到了锁 Thread-0释放了锁 Thread-1释放了锁
嗯? 为什么Thread1再Thread0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(j既将有注释的一行注释掉)。
例子2,tryLock()的使用方法
1 public class Test { 2 private ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>(); 3 private Lock lock = new ReentrantLock(); //注意这个地方 4 public static void main(String[] args) { 5 final Test test = new Test(); 6 7 new Thread(){ 8 public void run() { 9 test.insert(Thread.currentThread()); 10 }; 11 }.start(); 12 13 new Thread(){ 14 public void run() { 15 test.insert(Thread.currentThread()); 16 }; 17 }.start(); 18 } 19 20 public void insert(Thread thread) { 21 if(lock.tryLock()) { 22 try { 23 System.out.println(thread.getName()+"得到了锁"); 24 for(int i=0;i<5;i++) { 25 arrayList.add(i); 26 } 27 } catch (Exception e) { 28 // TODO: handle exception 29 }finally { 30 System.out.println(thread.getName()+"释放了锁"); 31 lock.unlock(); 32 } 33 } else { 34 System.out.println(thread.getName()+"获取锁失败"); 35 } 36 } 37 }
结果:
Thread-0得到了锁 Thread-1获取锁失败 Thread-0释放了锁