高级java必会系列二：多线程经常使用的3个关键字：synchronized、ReentrantLock、volatile

系列一讲解了多线程，本章讲解多线程开发中经常使用到的3个关键字synchronized、ReentrantLock、volatile。

一、synchronized

　　互斥锁，即操作互斥，并发线程过来，串行获得锁，串行执行代码。就像一个房间一把钥匙，一个人进去后，下一个人得等第一个人出来得到钥匙才能进入。如果代码写的不好（A），可能出现死锁！（A得到锁，B等待A释放锁，A不释放，B死锁）

示例代码：

　　 //修饰静态方法：类级别互斥（只要是房子此方法就互斥）
    public synchronized static void foo1(){
        //do 
    }
    
    //修饰普通方法：对象级别互斥（只有同一间房子此方法互斥）
    public synchronized void foo2(){
        //do 
    }
    
    //修饰代码块
    public void foo3(){
        //类级别互斥
        synchronized(DennyTest.class) {
            //do 
        }
    }
    
    //修饰代码块
    public void foo4(){
        //对象级别互斥
        synchronized(this) {
            //do 
        }
    }

需要注意的是，经常使用的是对象级别的互斥，那么特别需要注意是同一个对象的锁。新手经常犯错，都不是同一个对象，当然锁不住。

二、ReentrantLock

可重入锁，和同步锁功能类似，不过需要显示的创建、销毁。特点：

1.ReentrantLock有tryLock方法，如果锁被其他线程持有，返回false,可避免形成死锁。

2.创建时可自定义是否可抢占。

3.ReentrantReadWriteLock,用于读多写少，且读不需要互斥的场景，大大提高性能。

示例代码：

1、尝试获取一次    
    ReentrantLock lock = new ReentrantLock();  
    if (lock.tryLock()) {  //得到执行，得不到不执行，就一次。  
        try {  
            //操作  
        } finally {  
            lock.unlock();  
        }  
    }
2、同步执行，类似synchronized（也是使用最多的）
    ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); //参数默认false，不公平锁：可抢占
    ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); //公平锁：严格按照请求锁的排队顺序获取锁
      
    lock.lock(); //如果被其它资源锁定，会在此等待锁释放，阻塞  
    try {  
        //操作  
    } finally {  
        lock.unlock();  
    }  
3、尝试等待固定时间再次获取
    ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); //公平锁  
    try {  
        if (lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)) {      
            //如果已经被lock，尝试等待5s，看是否可以获得锁，如果5s后仍然无法获得锁则返回false  
            try {  
                //操作  
            } finally {  
                lock.unlock();  
            }  
        }  
    } catch (InterruptedException e) {  
        e.printStackTrace(); //当前线程被中断时(interrupt)，会抛InterruptedException                   
    }
4、可中断锁的同步执行
    ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); //公平锁  
    lock.lockInterruptibly();  
    try {  
        //操作  
    } catch (InterruptedException e) {  
        e.printStackTrace();  
    } finally {  
        lock.unlock();  
    }         
  

 

三、volatile

volatile，翻译过来是易变的。只保证同一变量在多线程中的可见性。

　　1）它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置，也不会把前面的指令排到内存屏障的后面；即在执行到内存屏障这句指令时，在它前面的操作已经全部完成；

　　2）它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存；

　　3）如果是写操作，它会导致其他CPU中对应的缓存行无效。

注意：虽然保证变量是主存数据，但是操作不是原子的，多线程读取到同一个值（是主存的值），同时进行判断或者操作，导致出错。

总结：

可见，synchronized和ReentrantLock是一个级别的，但是volatile只是一个轻量级的关键字。可用场景：

1.状态标记

volatile boolean inited = false;
//线程1:
context = loadContext();  
inited = true;            
 
//线程2:
while(!inited ){
sleep()
}
doSomethingwithconfig(context);

 

2.double check :使用 volatile 关键字来保证多线程下的单例

    public class Singleton {  
        private volatile Singleton instance = null;  
        public Singleton getInstance() {  
            if (instance == null) {  
                synchronized(this) {  
                    if (instance == null) {  
                        instance = new Singleton();  
                    }  
                }  
            }  
            return instance;  
        }  
    }  

参考资料：

《深入理解Java虚拟机》

《effective java》

 http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html