Java线程-Lock

￡神魔★判官ぃ 2024-02-17 21:53 4阅读 0赞

## [Java线程新特性--- Lock][Java_--- Lock] ##

在Java5中，专门提供了锁对象，利用锁可以方便的实现资源的封锁，用来控制对竞争资源并发访问的控制，这些内容主要集中在java.util.concurrent.locks包下面，里面有三个重要的接口Condition、Lock、ReadWriteLock。

<table style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; word-break:break-word"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> <p style="line-height:1.5; margin:10px auto"><strong><a title="java.util.concurrent.locks" href="http://www.cnblogs.com/riskyer/admin/" style="color:rgb(26,139,200); text-decoration:none" rel="nofollow">Condition</a></strong></p> </td> 
   <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> <p style="line-height:1.5; margin:10px auto">Condition将Object监视器方法（<a href="http://www.cnblogs.com/riskyer/admin/" style="color:rgb(26,139,200); text-decoration:none" rel="nofollow">wait</a>、<a href="http://www.cnblogs.com/riskyer/admin/" style="color:rgb(26,139,200); text-decoration:none" rel="nofollow">notify</a>和&nbsp;<a href="http://www.cnblogs.com/riskyer/admin/" style="color:rgb(26,139,200); text-decoration:none" rel="nofollow">notifyAll</a>）分解成截然不同的对象，以便通过将这些对象与任意<a title="java.util.concurrent.locks" href="http://www.cnblogs.com/riskyer/admin/" style="color:rgb(26,139,200); text-decoration:none" rel="nofollow">Lock</a>实现组合使用，为每个对象提供多个等待set（wait-set）。</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> <p style="line-height:1.5; margin:10px auto"><strong><a title="java.util.concurrent.locks" href="http://www.cnblogs.com/riskyer/admin/" style="color:rgb(26,139,200); text-decoration:none" rel="nofollow">Lock</a></strong></p> </td> 
   <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> <p style="line-height:1.5; margin:10px auto">Lock实现提供了比使用synchronized方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> <p style="line-height:1.5; margin:10px auto"><strong><a title="java.util.concurrent.locks" href="http://www.cnblogs.com/riskyer/admin/" style="color:rgb(26,139,200); text-decoration:none" rel="nofollow">ReadWriteLock</a></strong></p> </td> 
   <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> <p style="line-height:1.5; margin:10px auto">ReadWriteLock维护了一对相关的<a title="java.util.concurrent.locks" href="http://www.cnblogs.com/riskyer/admin/" style="color:rgb(26,139,200); text-decoration:none" rel="nofollow">锁定</a>，一个用于只读操作，另一个用于写入操作。</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

有关锁的介绍,API文档解说很多，看得很烦，还是看个例子再看文档比较容易理解。

![复制代码][copycode.gif]

/**
     * Java线程：锁
     * 
     */
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建并发访问的账户
            MyCount myCount = new MyCount("95599200901215522", 10000);
            // 创建一个锁对象
            Lock lock = new ReentrantLock();
            // 创建一个线程池
            ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
            // 创建一些并发访问用户，一个信用卡，存的存，取的取，好热闹啊
            User u1 = new User("张三", myCount, -4000, lock);
            User u2 = new User("张三他爹", myCount, 6000, lock);
            User u3 = new User("张三他弟", myCount, -8000, lock);
            User u4 = new User("张三", myCount, 800, lock);
            // 在线程池中执行各个用户的操作
            pool.execute(u1);
            pool.execute(u2);
            pool.execute(u3);
            pool.execute(u4);
            // 关闭线程池
            pool.shutdown();
        }
    }
    
    /**
     * 信用卡的用户
     */
    class User implements Runnable {
        private String name; // 用户名
        private MyCount myCount; // 所要操作的账户
        private int iocash; // 操作的金额，当然有正负之分了
        private Lock myLock; // 执行操作所需的锁对象
    
        User(String name, MyCount myCount, int iocash, Lock myLock) {
            this.name = name;
            this.myCount = myCount;
            this.iocash = iocash;
            this.myLock = myLock;
        }
    
        public void run() {
            // 获取锁
            myLock.lock();
            // 执行现金业务
            System.out.println(name + "正在操作" + myCount + "账户，金额为" + iocash + "，当前金额为" + myCount.getCash());
            myCount.setCash(myCount.getCash() + iocash);
            System.out.println(name + "操作" + myCount + "账户成功，金额为" + iocash + "，当前金额为" + myCount.getCash());
            // 释放锁，否则别的线程没有机会执行了
            myLock.unlock();
        }
    }
    
    /**
     * 信用卡账户，可随意透支
     */
    class MyCount {
        private String oid; // 账号
        private int cash; // 账户余额
    
        MyCount(String oid, int cash) {
            this.oid = oid;
            this.cash = cash;
        }
    
        public String getOid() {
            return oid;
        }
    
        public void setOid(String oid) {
            this.oid = oid;
        }
    
        public int getCash() {
            return cash;
        }
    
        public void setCash(int cash) {
            this.cash = cash;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "MyCount{" + "oid='" + oid + '\'' + ", cash=" + cash + '}';
        }
    }

![复制代码][copycode.gif]

输出结果如下：

张三正在操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=10000\}账户，金额为-4000，当前金额为10000  
张三操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=6000\}账户成功，金额为-4000，当前金额为6000  
张三他弟正在操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=6000\}账户，金额为-8000，当前金额为6000  
张三他弟操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=-2000\}账户成功，金额为-8000，当前金额为-2000  
张三他爹正在操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=-2000\}账户，金额为6000，当前金额为-2000  
张三他爹操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=4000\}账户成功，金额为6000，当前金额为4000  
张三正在操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=4000\}账户，金额为800，当前金额为4000  
张三操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=4800\}账户成功，金额为800，当前金额为4800

从上面的输出可以看到，利用锁对象太方便了，比直接在某个不知情的对象上用锁清晰多了。

但一定要注意的是，在获取了锁对象后，用完后应该尽快释放锁，以便别的等待该锁的线程有机会去执行。

在上文中提到了Lock接口以及对象，使用它，很优雅的控制了竞争资源的安全访问，但是这种锁不区分读写，称这种锁为普通锁。为了提高性能，Java提供了读写锁，在读的地方使用读锁，在写的地方使用写锁，灵活控制，在一定程度上提高了程序的执行效率。

Java中读写锁有个接口java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock，也有具体的实现ReentrantReadWriteLock，详细的API可以查看JavaAPI文档。

下面这个例子是在文例子的基础上，将普通锁改为读写锁，并添加账户余额查询的功能，代码如下：

![复制代码][copycode.gif]

/**
     * Java线程：锁
     * 
     */
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建并发访问的账户
            MyCount myCount = new MyCount("95599200901215522", 10000);
            // 创建一个锁对象
            ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock(false);
            // 创建一个线程池
            ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
            // 创建一些并发访问用户，一个信用卡，存的存，取的取，好热闹啊
            User u1 = new User("张三", myCount, -4000, lock, false);
            User u2 = new User("张三他爹", myCount, 6000, lock, false);
            User u3 = new User("张三他弟", myCount, -8000, lock, false);
            User u4 = new User("张三", myCount, 800, lock, false);
            User u5 = new User("张三他爹", myCount, 0, lock, true);
            // 在线程池中执行各个用户的操作
            pool.execute(u1);
            pool.execute(u2);
            pool.execute(u3);
            pool.execute(u4);
            pool.execute(u5);
            // 关闭线程池
            pool.shutdown();
        }
    }
    
    /**
     * 信用卡的用户
     */
    class User implements Runnable {
        private String name; // 用户名
        private MyCount myCount; // 所要操作的账户
        private int iocash; // 操作的金额，当然有正负之分了
        private ReadWriteLock myLock; // 执行操作所需的锁对象
        private boolean ischeck; // 是否查询
    
        User(String name, MyCount myCount, int iocash, ReadWriteLock myLock, boolean ischeck) {
            this.name = name;
            this.myCount = myCount;
            this.iocash = iocash;
            this.myLock = myLock;
            this.ischeck = ischeck;
        }
    
        public void run() {
            if (ischeck) {
                // 获取读锁
                myLock.readLock().lock();
                System.out.println("读：" + name + "正在查询" + myCount + "账户，当前金额为" + myCount.getCash());
                // 释放读锁
                myLock.readLock().unlock();
            } else {
                // 获取写锁
                myLock.writeLock().lock();
                // 执行现金业务
                System.out.println("写：" + name + "正在操作" + myCount + "账户，金额为" + iocash + "，当前金额为" + myCount.getCash());
                myCount.setCash(myCount.getCash() + iocash);
                System.out.println("写：" + name + "操作" + myCount + "账户成功，金额为" + iocash + "，当前金额为" + myCount.getCash());
                // 释放写锁
                myLock.writeLock().unlock();
            }
        }
    }
    
    /**
     * 信用卡账户，可随意透支
     */
    class MyCount {
        private String oid; // 账号
        private int cash; // 账户余额
    
        MyCount(String oid, int cash) {
            this.oid = oid;
            this.cash = cash;
        }
    
        public String getOid() {
            return oid;
        }
    
        public void setOid(String oid) {
            this.oid = oid;
        }
    
        public int getCash() {
            return cash;
        }
    
        public void setCash(int cash) {
            this.cash = cash;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "MyCount{" + "oid='" + oid + '\'' + ", cash=" + cash + '}';
        }
    }

![复制代码][copycode.gif]

执行结果如下：

写：张三他爹正在操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=10000\}账户，金额为6000，当前金额为10000  
写：张三他爹操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=16000\}账户成功，金额为6000，当前金额为16000  
写：张三正在操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=16000\}账户，金额为-4000，当前金额为16000  
写：张三操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=12000\}账户成功，金额为-4000，当前金额为12000  
写：张三正在操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=12000\}账户，金额为800，当前金额为12000  
写：张三操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=12800\}账户成功，金额为800，当前金额为12800  
写：张三他弟正在操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=12800\}账户，金额为-8000，当前金额为12800  
写：张三他弟操作MyCount\{oid='95599200901215522', cash=4800\}账户成功，金额为-8000，当前金额为4800  
读：张三他爹正在查询MyCount\{oid='95599200901215522', cash=4800\}账户，当前金额为4800

在实际开发中，最好在能用读写锁的情况下使用读写锁，而不要用普通锁，以求更好的性能。

[Java_--- Lock]: http://www.cnblogs.com/kevin-yuan/p/4112995.html
[copycode.gif]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/8a226e0d0e004a78acc8a111c93117a5.png