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tryLock(long time,TimeUnit unit)；超时就放弃
Lock和synchronized
- 锁是一种工具，用于控制对共享资源的访问
- Lock和synchronized，这两个是最创建的锁，他们都可以达到线程安全的目的，但是使用和功能上有较大不同
- Lock不是完全替代synchronized的，而是当使用synchronized不合适或不足以满足要求的时候，提供高级功能
- Lock 最常见的是ReentrantLock实现
为啥需要Lock
- syn效率低：锁的释放情况少，试图获得锁时不能设定超时，不能中断一个正在试图获得锁的线程
- 不够灵活，加锁和释放的时机单一，每个锁仅有一个单一的条件(某个对象),可能是不够的
- 无法知道是否成功获取到锁
主要方法
Lock();
最普通的获取锁，最佳实践是finally中释放锁，保证发生异常的时候锁一定被释放
-
/**
-
* 描述：Lock不会像syn一样，异常的时候自动释放锁
-
* 所以最佳实践是finally中释放锁，保证发生异常的时候锁一定被释放
-
*/
-
private
static Lock lock =
new ReentrantLock();
-
-
public static void main(String[] args) {
-
lock.lock();
-
try {
-
//获取本锁保护的资源
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
"开始执行任务");
-
}
finally {
-
lock.unlock();
-
}
-
}
tryLock(long time,TimeUnit unit)；超时就放弃
用来获取锁，如果当前锁没有被其它线程占用，则获取成功，则返回true，否则返回false，代表获取锁失败
-
/**
-
* 描述：用TryLock避免死锁
-
*/
-
static
class TryLockDeadlock implements Runnable {
-
-
int flag =
1;
-
-
static Lock lock1 =
new ReentrantLock();
-
static Lock lock2 =
new ReentrantLock();
-
-
@Override
-
public void run() {
-
for (
int i =
0; i <
100; i++) {
-
if (flag ==
1) {
-
try {
-
if (lock1.tryLock(
800, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
-
try {
-
System.out.println(
"线程1获取到了锁1");
-
Thread.sleep(
new Random().nextInt(
1000));
-
if (lock2.tryLock(
800,TimeUnit.MILLISECONDS)){
-
try {
-
System.out.println(
"线程1获取到了锁2");
-
System.out.println(
"线程1成功获取到了2把锁");
-
break;
-
}
finally {
-
lock2.unlock();
-
}
-
}
else{
-
System.out.println(
"线程1获取锁2失败，已重试");
-
}
-
}
finally {
-
lock1.unlock();
-
Thread.sleep(
new Random().nextInt(
1000));
-
}
-
}
else {
-
System.out.println(
"线程1获取锁1失败，已重试");
-
}
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
e.printStackTrace();
-
}
-
}
-
-
if (flag ==
0) {
-
try {
-
if (lock2.tryLock(
3000, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
-
try {
-
System.out.println(
"线程2获取到了锁2");
-
Thread.sleep(
new Random().nextInt(
1000));
-
if (lock1.tryLock(
800,TimeUnit.MILLISECONDS)){
-
try {
-
System.out.println(
"线程2获取到了锁1");
-
System.out.println(
"线程2成功获取到了2把锁");
-
break;
-
}
finally {
-
lock1.unlock();
-
}
-
}
else{
-
System.out.println(
"线程2获取锁1失败，已重试");
-
}
-
}
finally {
-
lock2.unlock();
-
Thread.sleep(
new Random().nextInt(
1000));
-
}
-
}
else {
-
System.out.println(
"线程2获取锁2失败，已经重试");
-
}
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
e.printStackTrace();
-
}
-
}
-
}
-
}
-
-
public static void main(String[] args) {
-
TryLockDeadlock r1 =
new TryLockDeadlock();
-
TryLockDeadlock r2 =
new TryLockDeadlock();
-
r1.flag =
1;
-
r2.flag =
0;
-
new Thread(r1).start();
-
new Thread(r2).start();
-
}
-
}
-
-
执行结果：
-
线程
1获取到了锁
1
-
线程
2获取到了锁
2
-
线程
1获取锁
2失败，已重试
-
线程
2获取到了锁
1
-
线程
2成功获取到了
2把锁
-
线程
1获取到了锁
1
-
线程
1获取到了锁
2
-
线程
1成功获取到了
2把锁
lockInterruptibly(); 中断
相当于tryLock(long time,TimeUnit unit) 把超时时间设置为无限，在等待锁的过程中，线程可以被中断
-
/**
-
* 描述：获取锁的过程中，中断了
-
*/
-
static
class LockInterruptibly implements Runnable {
-
-
private Lock lock =
new ReentrantLock();
-
-
@Override
-
public void run() {
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
"尝试获取锁");
-
try {
-
lock.lockInterruptibly();
-
try {
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
"获取到了锁");
-
Thread.sleep(
5000);
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
"睡眠中被中断了");
-
}
finally {
-
lock.unlock();
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
"释放了锁");
-
}
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
"等锁期间被中断了");
-
}
-
}
-
-
public static void main(String[] args) {
-
LockInterruptibly lockInterruptibly =
new LockInterruptibly();
-
Thread thread0 =
new Thread(lockInterruptibly);
-
Thread thread1 =
new Thread(lockInterruptibly);
-
thread0.start();
-
thread1.start();
-
try {
-
Thread.sleep(
2000);
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
e.printStackTrace();
-
}
-
thread0.interrupt();
-
}
-
}
-
-
执行结果：
-
Thread-
0尝试获取锁
-
Thread-
1尝试获取锁
-
Thread-
0获取到了锁
-
Thread-
0睡眠中被中断了
-
Thread-
0释放了锁
-
Thread-
1获取到了锁
-
Thread-
1释放了锁
Java锁分类：
乐观锁和悲观锁：
乐观锁：
- 比较乐观，认为自己在处理操作的时候，不会有其它线程来干扰，所以并不会锁住操作对象
- 在更新的时候，去对比我修改期间的数据有没有被改变过，如没有，就正常的修改数据
- 如果数据和我一开始拿到的不一样了，说明其他人在这段时间内改过，会选择放弃，报错，重试等策略
- 乐观锁的实现一般都是利用CAS算法来实现的
劣势：
可能造成ABA问题，就是不知道是不是修改过
使用场景：
适合并发写入少的情况，大部分是读取的场景，不加锁的能让读取的性能大幅提高
悲观锁：
比较悲观，认为如果我不锁住这个资源，别人就会来争抢，就会造成数据结果错误，所以它会锁住操作对象，Java中悲观锁的实现就是syn和Lock相关类
劣势：
- 阻塞和唤醒带来的性能劣势
- 如果持有锁的线程被永久阻塞，比如遇到了无限循环，死锁等活跃性问题，那么等待该线程释放锁的那几个线程，永远也得不到执行
- 优先级反转，优先级低的线程拿到锁不释放或释放的比较慢，就会造成这个问题
使用场景：
适合并发写入多的情况，适用于临界区持锁时间比较长的情况：
- 临界区有IO操作
- 临界区代码复杂或者循环量大
- 临界区竞争非常激烈
可重入锁：
- 可重入就是说某个线程已经获得某个锁，可以再次获取锁而不会出现死锁
- ReentrantLock 和 synchronized 都是可重入锁
-
// 递归调用演示可重入锁
-
static
class RecursionDemo{
-
-
public
static ReentrantLock lock =
new ReentrantLock();
-
-
private static void accessResource(){
-
lock.lock();
-
try {
-
System.out.println(
"已经对资源处理了");
-
if (lock.getHoldCount() <
5){
-
System.out.println(
"已经处理了"+lock.getHoldCount()+
"次");
-
accessResource();
-
}
-
}
finally {
-
lock.unlock();
-
}
-
}
-
-
public static void main(String[] args) {
-
new RecursionDemo().accessResource();
-
}
-
}
-
-
-
执行结果：
-
已经对资源处理了
-
已经处理了
1次
-
已经对资源处理了
-
已经处理了
2次
-
已经对资源处理了
-
已经处理了
3次
-
已经对资源处理了
-
已经处理了
4次
-
已经对资源处理了
ReentrantLock的其它方法
- isHeldByCurrentThread 可以看出锁是否被当前线程持有
- getQueueLength()可以返回当前正在等待这把锁的队列有多长，一般这两个方法是开发和调试时候使用，上线后用到的不多
公平锁和非公平锁
- 公平指的是按照线程请求的顺序，来分配锁；
- 非公平指的是，不完全按照请求的顺序，在一定情况下，可以插队
- 非公平锁可以避免唤醒带来的空档期
-
/**
-
* 描述：演示公平锁和非公平锁
-
*/
-
class FairLock{
-
-
public static void main(String[] args) {
-
PrintQueue printQueue =
new PrintQueue();
-
Thread[] thread =
new Thread[
10];
-
for (
int i =
0; i <
10; i++) {
-
thread[i] =
new Thread(
new Job(printQueue));
-
}
-
-
for (
int i =
0; i <
5; i++) {
-
thread[i].start();
-
try {
-
Thread.sleep(
100);
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
e.printStackTrace();
-
}
-
}
-
}
-
-
}
-
-
class Job implements Runnable{
-
-
PrintQueue printQueue;
-
-
public Job(PrintQueue printQueue) {
-
this.printQueue = printQueue;
-
}
-
-
@Override
-
public void run() {
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+
"开始打印");
-
printQueue.printJob(
new Object());
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+
"打印完成");
-
}
-
}
-
-
class PrintQueue{
-
// true 公平，false是非公平
-
private Lock queueLock =
new ReentrantLock(
true);
-
public void printJob(Object document){
-
queueLock.lock();
-
try {
-
int duration =
new Random().nextInt(
10)+
1;
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+
"正在打印，需要"+duration+
"秒");
-
Thread.sleep(duration *
1000);
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
e.printStackTrace();
-
}
finally {
-
queueLock.unlock();
-
}
-
-
queueLock.lock();
-
try {
-
int duration =
new Random().nextInt(
10)+
1;
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+
"正在打印，需要"+duration+
"秒");
-
Thread.sleep(duration *
1000);
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
e.printStackTrace();
-
}
finally {
-
queueLock.unlock();
-
}
-
-
}
-
}
-
-
执行结果：
-
Thread-
0开始打印
-
Thread-
0正在打印，需要
10秒
-
Thread-
1开始打印
-
Thread-
2开始打印
-
Thread-
3开始打印
-
Thread-
4开始打印
-
Thread-
1正在打印，需要
2秒
-
Thread-
2正在打印，需要
2秒
-
Thread-
3正在打印，需要
2秒
-
Thread-
4正在打印，需要
4秒
-
Thread-
0正在打印，需要
2秒
-
Thread-
0打印完成
-
Thread-
1正在打印，需要
7秒
-
Thread-
1打印完成
-
Thread-
2正在打印，需要
8秒
-
Thread-
2打印完成
-
Thread-
3正在打印，需要
3秒
-
Thread-
3打印完成
-
Thread-
4正在打印，需要
8秒
-
Thread-
4打印完成
-
-
true改为
false演示非公平锁：
-
Lock queueLock =
new ReentrantLock(
false);
-
执行结果：
-
Thread-
0正在打印，需要
7秒
-
Thread-
1开始打印
-
Thread-
2开始打印
-
Thread-
3开始打印
-
Thread-
4开始打印
-
Thread-
0正在打印，需要
9秒
-
Thread-
0打印完成
-
Thread-
1正在打印，需要
3秒
-
Thread-
1正在打印，需要
2秒
-
Thread-
1打印完成
-
Thread-
2正在打印，需要
4秒
-
Thread-
2正在打印，需要
7秒
-
Thread-
2打印完成
-
Thread-
3正在打印，需要
10秒
-
Thread-
3正在打印，需要
2秒
-
Thread-
3打印完成
-
Thread-
4正在打印，需要
7秒
-
Thread-
4正在打印，需要
8秒
-
Thread-
4打印完成
共享锁和排它锁：
- 排它锁，又称为独占锁，独享锁
- 共享锁，又称为读锁，获得共享锁之后，可以查看但无法修改和删除数据，其他线程此时也可以获取到共享锁，也可以查看但无法修改和删除数据
- 共享锁和排它锁的典型是读写锁 ReentrantReadWriteLock,其中读锁是共享锁，写锁是独享锁
读写锁的作用：
- 在没有读写锁之前，我们假设使用ReentrantLock，那么虽然我们保证了线程安全，但是也浪费了一定的资源：多个读操作同时进行，并没有线程安全问题
- 在读的地方使用读锁，在写的地方使用写锁，灵活控制，如果没有写锁的情况下，读是无阻塞的，提高了程序的执行效率
读写锁的规则：
- 多个线程值申请读锁，都可以申请到
- 要么一个或多个一起读，要么一个写，两者不会同时申请到，只能存在一个写锁
-
/**
-
* 描述：演示可以多个一起读，只能一个写
-
*/
-
class CinemaReadWrite{
-
private
static ReentrantReadWriteLock reentrantReadWriteLock =
new ReentrantReadWriteLock();
-
private
static ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = reentrantReadWriteLock.readLock();
-
private
static ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = reentrantReadWriteLock.writeLock();
-
-
private static void read(){
-
readLock.lock();
-
try {
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
"得到了读锁，正在读取");
-
Thread.sleep(
1000);
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
e.printStackTrace();
-
}
finally {
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
"释放了读锁");
-
readLock.unlock();
-
}
-
}
-
-
private static void write(){
-
writeLock.lock();
-
try {
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
"得到了写锁，正在写入");
-
Thread.sleep(
1000);
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
e.printStackTrace();
-
}
finally {
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
"释放了写锁");
-
writeLock.unlock();
-
}
-
}
-
-
public static void main(String[] args) {
-
new Thread(()-> read(),
"Thrad1").start();
-
new Thread(()-> read(),
"Thrad2").start();
-
new Thread(()-> write(),
"Thrad3").start();
-
new Thread(()-> write(),
"Thrad4").start();
-
}
-
}
-
-
执行结果：
-
Thrad1得到了读锁，正在读取
-
Thrad2得到了读锁，正在读取
-
Thrad2释放了读锁
-
Thrad1释放了读锁
-
Thrad3得到了写锁，正在写入
-
Thrad3释放了写锁
-
Thrad4得到了写锁，正在写入
-
Thrad4释放了写锁
读锁和写锁的交互方式：
读锁插队策略：
- 公平锁：不允许插队
- 非公平锁：写锁可以随时插队，读锁仅在等待队列头节点不是想获取写锁线程的时候可以插队
自旋锁和阻塞锁
- 让当前线程进行自旋，如果自旋完成后前面锁定同步资源的线程已经释放了锁，那么当前线程就可以不必阻塞而是直接获取同步资源，从而避免切换线程的开销。这就是自旋锁。
- 阻塞锁和自旋锁相反，阻塞锁如果遇到没拿到锁的情况，会直接把线程阻塞，知道被唤醒
自旋缺点：
- 如果锁被占用的时间很长，那么自旋的线程只会白浪费处理器资源
- 在自旋的过程中，一直消耗cpu，所以虽然自旋锁的起始开销低于悲观锁，但是随着自旋的时间增长，开销也是线性增长的
原理：
- 在Java1.5版本及以上的并发框架java.util.concurrent 的atmoic包下的类基本都是自旋锁的实现
- AtomicInteger的实现：自旋锁的实现原理是CAS,AtomicInteger中调用unsafe 进行自增操作的源码中的do-while循环就是一个自旋操作，如果修改过程中遇到其他线程竞争导致没修改成功，就在while里死循环直至修改成功
-
/**
-
* 描述：自旋锁演示
-
*/
-
class SpinLock{
-
private AtomicReference<Thread> sign =
new AtomicReference<>();
-
-
public void lock(){
-
Thread currentThread = Thread.currentThread();
-
while (!sign.compareAndSet(
null,currentThread)){
-
System.out.println(
"自旋获取失败，再次尝试");
-
}
-
}
-
-
public void unLock(){
-
Thread currentThread = Thread.currentThread();
-
sign.compareAndSet(currentThread,
null);
-
}
-
-
public static void main(String[] args) {
-
SpinLock spinLock =
new SpinLock();
-
Runnable runnable =
new Runnable(){
-
@Override
-
public void run(){
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+
"开始尝试自旋锁");
-
spinLock.lock();
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+
"获取到了自旋锁");
-
try {
-
Thread.sleep(
1);
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
e.printStackTrace();
-
}
finally {
-
spinLock.unLock();
-
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+
"释放了自旋锁");
-
}
-
}
-
};
-
-
Thread thread1 =
new Thread(runnable);
-
Thread thread2 =
new Thread(runnable);
-
thread1.start();
-
thread2.start();
-
}
-
}
-
-
-
执行结果：
-
Thread-
0开始尝试自旋锁
-
Thread-
0获取到了自旋锁
-
Thread-
1开始尝试自旋锁
-
自旋获取失败，再次尝试
-
自旋获取失败，再次尝试
-
自旋获取失败，再次尝试
-
自旋获取失败，再次尝试
-
自旋获取失败，再次尝试
-
自旋获取失败，再次尝试
-
自旋获取失败，再次尝试
-
自旋获取失败，再次尝试
-
自旋获取失败，再次尝试
-
自旋获取失败，再次尝试
-
自旋获取失败，再次尝试
-
Thread-
0释放了自旋锁
-
Thread-
1获取到了自旋锁
-
Thread-
1释放了自旋锁
使用场景：
- 自旋锁一般用于多核服务器，在并发度不是特别高的情况下，比阻塞锁的效率要高
- 另外，自旋锁适用于临界区比较短小的情况，否则如果临界区很大(线程一旦拿到锁，很久之后才会释放)，那也是不合适的
转载：https://blog.csdn.net/sinat_35395498/article/details/115571519
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