Java 同步与死锁
同步块
- 同步块：synchronized(Obj){}
- Obj称之为同步监视器
- Obj可以是任何对象，但是推荐使用共享资源作为同步监视器
- 同步方法中无需指定同步监视器，因为同步方法的同步监视器就是this,就是这个对象本身，或者是class[反射中讲解]
- 同步监视器的执行过程
- 第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码。
- 第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问
- 第一个线程访问完毕，解锁同步监视器。
- 第二个线程访问，发现同步监视器没有锁，然后锁定并访问
- ···
package com.xiao.syn;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
//测试JUC安全类型的集合
public class TestJUC {
public static void main(String[] args) {
CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
new Thread(()->{
list.add(Thread.currentThread().getName());
});
}
try {
Thread.sleep(300);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(list.size());
}
}
死锁
- 多个线程各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源，都停止执行的情形，某一个同步块同时拥有"两个以上对象的锁"时，就可能会发生“死锁”的问题。
死锁避免方法
- 产生死锁的四个必要条件：
- 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
- 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞，对已获得的资源保持不放。
- 不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺。
- 循环等等条件条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
上面列出了死锁的四个必要条件，我们只要想办法破其中的任意一个或多个条件就可以避免死锁发生
package com.xiao.syn;
import com.sun.deploy.security.SelectableSecurityManager;
//死锁：多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持
public class DeadLock {
public static void main(String[] args) {
Makeup g1 = new Makeup(0,"灰");
Makeup g2 = new Makeup(0,"白");
g1.start();
g2.start();
}
}
//口红
class Lipstick{
}
//镜子
class Mirror{
}
class Makeup extends Thread {
static Lipstick lipstick = new Lipstick();
static Mirror mirror = new Mirror();
int choice; //选择
String girlName; //使用化装品的人
Makeup(int choice, String girlName) {
this.choice = choice;
this.girlName = girlName;
}
@Override
public void run() {
//化妆
try {
makeup();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//化妆，互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
private void makeup() throws InterruptedException {
if (choice == 0) {
synchronized (lipstick) { //获得口红的锁
System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
Thread.sleep(1000);
synchronized (mirror) { //一秒钟后想获得镜子
System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
}
synchronized (mirror) { //一秒钟后想获得镜子
System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
}
}
} else {
synchronized (mirror) { //获得镜子的锁
System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
Thread.sleep(2000);
synchronized (lipstick) { //一秒钟后想获得口红
System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
}
synchronized (lipstick) { //一秒钟后想获得口红
System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
}
}
}
}
}
Lock(锁)
- 从JDK5.0开始，Java提供更强大的线程同步机制--通过显式定义同步锁对象来实现同步，同步锁使用Lock对象充当
- java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象
- ReentrantLock类实现了Lock，它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentrantLock，可以显式加锁，释放锁。
package com.xiao.syn;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class TestLock {
public static void main(String[] args) {
TestLock2 testLock2 = new TestLock2();
new Thread(testLock2).start();
new Thread(testLock2).start();
new Thread(testLock2).start();
}
}
class TestLock2 implements Runnable{
int tickeNums =10;
//定义lock锁
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while (true){
try {
lock.lock(); //加锁
if (tickeNums>0){
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(tickeNums--);
}else {
break;
}
} finally {
//解锁
lock.unlock();
}
}
}
}
synchronized 与Lock的对比
- Lock是显式锁（手动开户和关闭锁，别忘记关闭锁）synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放
- Lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁
- 使用Lock，JVM将花费较少的时间来高度线程，性能更好。并且具有更好的扩展性（提供更多的子类）
- 优先使用顺序：
- Lock>同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源）>同步方法（在方法体之外）
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