浅谈多线程编程中常用的几种锁

傷城~ 2022-01-22 03:21 225阅读 0赞

多线程运行的原理：每个程序就是进程，而每个进程中会有多个线程，而CPU是在这个写线程之间进行切换，多线程可以提高程序的运行效率，但是不能无限制的开线程。

Thread种run()方法和start()方法的区别：

run()方法只是普通方法的调用,不会新的线程，start()则会开启一个新的线程。

## 一、synchronized 线程同步锁 ##

synchronized是java中的一个关键字，也就是说是java语言内置的特性。

如果一个代码块被synchronized 修饰了，当一个线程获取了对应的锁（同一把锁，synchronized中的参数相同就是同一把锁），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。

final MySynchronized mySynchronized = new MySynchronized();
    
    final MySynchronized mySynchronized2 = new MySynchronized();
    
    new Thread(){
    
    public void run() {
    
    synchronized (mySynchronized) { //可以传任意对象，相同的就是同一把锁
    
    System.out.println(this.getName() + "---start---");
    
    try {
    
    Thread.sleep(5000);
    
    } catch (InterruptedException e) {
    
    e.printStackTrace();
    
    }
    
    System.out.println(this.getName() + "---end---");
    
    }
    
    }
    
    }.start();

##  二、Lock锁 ##

Lock和 synchronized的区别：

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一个非常大的不同就是， synchronized不需要用户去手动释放锁，当 synchronized方法或者 synchronized代码块执行完毕后或者在发生异常时候，系统会自动让线程释放对锁的占用；而lock必须要用户去手动释放锁，就有可能导致出现死锁现象，因此**使用Lock时需要在finally块中释放锁。（使用Lock一定要在try\{\}catch\{\}块中进行，在finally去释放锁unlock,否则在发生异常的时候，会造成死锁）**。

3）、Lock可以让等待的线程相应中断，而synchronized去不行，使用synchronized时，等待的线程会一直等待下去，不能都响应中断；

4）、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，而当竞争资源非常激烈时（即有大量的线程同时竞争），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。

Lock是java.util.concurrent.locks包下的类

Lock是一个接口

public interface Lock\{

void lock(); //获取锁

void lockInterruptibly throws interruptedException; //获取可中断的锁（这里是指等待的线程可以不在等待）

boolean tryLock(); //试着获取锁，返回true或false

boolean tryLock(long time,TimeUnit unit) throws InterruptedException; //如果没有拿到锁，会等一定时间

void unlock(); //释放锁

### 1.lockInterruptibly()//可中断锁 ###

lockInterruptibly()方法，当线程通过这个方法去获取锁时，如果其他线程正在等待获取锁，则这个等待的线程可以被中断等待的状态。也就是说，当两天线程同时通过lock.lockInterruptibly()方法想获取某个锁时，假若此时A线程获取了锁，而线程B只有等待，那么线程B可以调用threadB.interrupt()方法能够中断线程B 的等待状态。（注意是等待的线程的等待状态被中断，获取锁的线程不会被中断）

例子：
    public class MyInterruptibly {
        private Lock lock = new ReentrantLock();
    
        public static void main(String[] args) {
            MyInterruptibly test = new MyInterruptibly();
            MyThread thread0 = new MyThread(test);
            MyThread thread1 = new MyThread(test);
            thread0.start();
            thread1.start();
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            thread1.interrupt();
            System.out.println("================================");
        }
    
        public void insert(Thread thread) throws InterruptedException{
            lock.lockInterruptibly();
          try {
        System.out.println(thread.getName() + "得到了锁");
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for (; ; ) {
            if (System.currentTimeMillis() - startTime >= Integer.MAX_VALUE)
                break;
        }
    }finally {  //防止异常出现死锁
        lock.unlock();
        System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
    }
    
    
    }
    class MyThread extends Thread{
        private MyInterruptibly test = null;
        public MyThread(MyInterruptibly test){
            this.test = test;
        }
        public void run(){
            try {
                test.insert(Thread.currentThread());
            } catch (Exception e) {
                // e.printStackTrace();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被中断");
            }
        }
    }

### 2.tryLock ###

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的时候会等待一定时间，在时间期限内如果还拿不到锁，就返回false.如果一开始就拿到锁或者在等待期限内拿到了锁，则返回true。

public class MyTryLock {
        private static ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
        static Lock lock = new ReentrantLock();
    
        public static void main(String[] args) {
            new Thread(){
                public void run(){
                    Thread thread  = Thread.currentThread();
                    boolean tryLock = lock.tryLock();
                    System.out.println(thread.getName()+" "+tryLock);
                    if(tryLock){
                        System.out.println(thread.getName() + "拿到了锁");
                        for(int i = 1;i<10;i++){
                            arrayList.add(i);
                        }
                        lock.unlock();
                        System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
                    }
                }
            }.start();
            new Thread(){
                public void run(){
                    Thread thread  = Thread.currentThread();
                    boolean tryLock = lock.tryLock();
                    System.out.println(thread.getName()+" "+tryLock);
                    if(tryLock){
                        System.out.println(thread.getName() + "拿到了锁");
                        for(int i = 0;i<10;i++){
                            arrayList.add(i);
                        }
                        lock.unlock();
                        System.out.println(thread.getName()+"释放了锁");
                    }
                }
            }.start();
        }
    
    }

### 3.ReadWriteLock读写锁 ###

ReadWriteLock也是一个接口，在它里面只定义了两个方法：

public interface ReadWriteLock()\{

Lock readLock();

Lock writeLock();

一个用来获取读锁，一个用户来获取写锁，也就是说将文件的读写操作分开，分成2个锁来分配线程，从而使得多个线程可以同时进行读操作。下面的ReentranReadWriteLock实现了ReadWriteLock接口。

如果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，而其他申请线程如果要申请读锁则可以正常执行。

如果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读锁，则申请的线程会一直等待释放写锁。

ReadWriteLock读写锁和synchronized区别：

使用读写锁，可以实现读写分离锁定，读操作并发进行，写操作锁定单个进程。而使用synchronized则要读写都完成后才能释放锁。

public class MyReentranReadWriteLock {
        private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
        public static void main(String[] args) {
            final MyReentranReadWriteLock test = new MyReentranReadWriteLock();
            new Thread(){
                public void run(){
                    test.get(Thread.currentThread());
                    test.write(Thread.currentThread());
                }
            }.start();
            new Thread(){
                public void run(){
                    test.get(Thread.currentThread());
                    test.write(Thread.currentThread());
                }
            }.start();
        }
        //读操作，用读锁来锁定
        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();
            }
        }
        //写操作用写锁来锁定
        public void write(Thread thread){
            rwl.writeLock().lock();
            try {
                long start = System.currentTimeMillis();
                while (System.currentTimeMillis() - start <=1){
                    System.out.println(thread.getName()+"正在进行写操作");
                }
                System.out.println(thread.getName()+"写操作完毕");
            }finally {
                rwl.writeLock().unlock();
            }
        }
    }