JUC之Lock接口以及Synchronized回顾

Lock接口

Synchronized关键字回顾:

多线程编程步骤(上):

  1. 创建资源类,在资源类创建属性和操作方法
  2. 创建多个线程,调用资源类的操作方法

创建线程的四种方式:

  1. 继承Thread
  2. 实现Runnable接口
  3. 使用Callable接口
  4. 使用线程池

使用synchronized同步实现售票问题:

只有当资源是空闲的时候,线程才能访问。

 /**
  * 创建资源
  */
 class ticket{
     private  int number = 30;
     public synchronized void sell(){
         if(number >0){
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":卖出"+number--+"剩余:"+number);
         }
 ​
     }
 }
 ​
 /**
  * 创建多个线程,调用资源类的操作方法
  */
 public class sellTicket {
     public static void main(String[] args) {
         /**
          * 创建资源
          */
         ticket ticket = new ticket();
         /**
          * 创建三个线程(售票员)
          */
         new Thread(new Runnable() {
             public void run() {
                 for (int i = 0; i < 40; i++) {
                     ticket.sell();
                 }
             }
         }, "aaa").start();
         new Thread(new Runnable() {
             public void run() {
                 for (int i = 0; i < 40; i++) {
                     ticket.sell();
                 }
             }
         }, "bbb").start();
         new Thread(new Runnable() {
             public void run() {
                 for (int i = 0; i < 40; i++) {
                     ticket.sell();
                 }
             }
         }, "ccc").start();
     }
 }
 ​

学习《Java并发编程的艺术》一节是synchronized的实现原理与应用

Java中的每一个对象都可以作为锁:

  1. 对于同步方法,锁的是当前的对象。
  2. 对于静态方法,锁的是当前类的class对象。
  3. 对于静态代码块,Synchonized括号里配置的对象。

当一个线程试图访问同步代码块时,它首先必须得到锁,退出或抛出异常时必须释放锁。

那么锁到底存在哪里呢?锁里面会存储什么信息呢?

这个问题是该书中的一个问题,对个人来说有点抽象,主要点是:JVM基于进入和退出Monitor(监视器)对象来实现方法同步和代码块同步,但两者的实现细节不一样。

代码块同步是使用monitorenter 和monitorexit指令实现的,而方法同步是使用另外一种方式实现的,细节在JVM规范里并没有 详细说明。但是,方法的同步同样可以使用这两个指令来实现。

monitorenter指令是在编译后插入到同步代码块的开始位置,而monitorexit是插入到方法结 束处和异常处,JVM要保证每个monitorenter必须有对应的monitorexit与之配对。任何对象都有 一个monitor与之关联,当且一个monitor被持有后,它将处于锁定状态。线程执行到monitorenter 指令时,将会尝试获取对象所对应的monitor的所有权,即尝试获得对象的锁。

其中monitorenter主要是获取监视器锁,monitorexit主要是释放监视器锁。

synchonized中的一个概念是Java对象头:

synchronized用的锁是存放在Java对象头里面的。

非数组类型 数组类型
虚拟机 3个字宽 2个字宽

需要注意的是:在32位虚拟机中:1字宽=4字节,即:32bit

Java对象头里的Mark Word里面默认存储对象HashCode、分代年龄和锁标记位。

在运行期间,Mark Word里面存储的数据会随着锁标志位的变化而变化。

32位JVM的Mark Word的默认存储结构与在64位JVM不相同

Lock接口并创建实例:

Java并发编程的艺术

在JavaSE5之前使用的是synchronized关键字实现锁功能,5v之后并发包中新增Lock接口以及相关实现类用来实现锁功能,提供与synchronized类似的同步关系,但是比其更具有灵活性和扩展性(拥有了锁获取与释放的可操作性、可中断的获取锁以及超时获取锁)。

查看Lock的文档得知:

使用 lock 块来调用 try,在之前/之后的构造中,最典型的代码如下:

  class X {
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    // ...
 ​
    public void m() { 
      lock.lock();  // block until condition holds
      try {
        // ... method body
      } finally {
        lock.unlock()
      }
    }
  }
  

根据上述的代码,实现买票代码:

 import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
 class ticket2{
     private int number = 30;
 ​
     //创建一个重入锁
     private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
 ​
     public void sale(){
         //在内容之前加锁
         lock.lock();
         if(number >0){
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":卖出"+number--+"剩余:"+number);
         }
         //在内容之后解锁
         lock.unlock();
     }
 }
 ​
 public class lockCase {
     public static void main(String[] args) {
         ticket2 tk = new ticket2();
         //创建线程
         new Thread(()->{
             for (int i = 0; i < 40; i++) {
                 tk.sale();
             }
         },"aaa").start();
         new Thread(()->{
             for (int i = 0; i < 40; i++) {
                 tk.sale();
             }
         },"bbb").start();
         new Thread(()->{
             for (int i = 0; i < 40; i++) {
                 tk.sale();
             }
         },"bbb").start();
     }
 }

上述代码中,在ticket2类中存在一个问题就是,当lock中间内容如果出现报错,那么后面的代码无法执行,也就是锁无法释放。所以我们需要将unlock()放到finally中。

目的是保证在获取到锁之后,最终能够被释放。

 public void sale(){
         //在内容之前加锁
         lock.lock();
         try{
             if(number >0){
                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":卖出"+number--+"剩余:"+number);
             }
             //在内容之后解锁
         }finally{
             lock.unlock();
         }
 ​
     }
posted @ 2021-12-17 17:17  xbhog  阅读(196)  评论(0编辑  收藏  举报