锁如何使用？有什么注意事项？
Java 中常见的锁有
- synchronized
- 可重入锁 java.util.concurrent.lock.ReentrantLock
- 可重复读写锁 java.util.concurrent.lock.ReentrantReadWriteLock
synchronized 有 3种用法
- 修饰普通方法，执行方法代码，需要获取对象本身 this 的锁
package constxiong.concurrency.a18; import java.util.ArrayList; import java.util.List; /** * 测试 synchronized 普通方法 * @author ConstXiong * @date 2019-09-19 10:49:46 */ public class TestSynchronizedNormalMethod { private int count = 0; // private void add1000() { private synchronized void add1000() { //使用 synchronized 修饰 add100 方法，即可获得正确的值 30000 for (int i = 0; i <1000; i++) { count++; } } //启动 30 个线程，每个线程 对 TestSynchronized 对象的 count 属性加 1000 private void test() throws InterruptedException { List<Thread> threads = new ArrayList<Thread>(10); for (int i = 0; i <30; i++) { Thread t = new Thread(() -> { add1000(); }); t.start(); threads.add(t); } //等待所有线程执行完毕 for (Thread t : threads) { t.join(); } //打印 count 的值 System.out.println(count); } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //创建 TestSynchronizedNormalMethod 对象，调用 test 方法 new TestSynchronizedNormalMethod().test(); } }
- 修饰静态方法，执行方法代码，需要获取 class 对象的锁
package constxiong.concurrency.a18; import java.util.ArrayList; import java.util.List; /** * 测试 synchronized 静态方法 * @author ConstXiong * @date 2019-09-19 10:49:46 */ public class TestSynchronizedStaticMethod { private static int count = 0; private static void add1000() { // private synchronized static void add1000() { //使用 synchronized 修饰 add100 方法，即可获得正确的值 30000 for (int i = 0; i <1000; i++) { count++; } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //启动 30 个线程，每个线程 对 TestSynchronized 对象的 count 属性加 1000 List<Thread> threads = new ArrayList<Thread>(10); for (int i = 0; i <30; i++) { Thread t = new Thread(() -> { add1000(); }); t.start(); threads.add(t); } //等待所有线程执行完毕 for (Thread t : threads) { t.join(); } //打印 count 的值 System.out.println(count); } }
- 锁定 Java 对象，修饰代码块，显示指定需要获取的 Java 对象锁
package constxiong.concurrency.a18; import java.util.ArrayList; import java.util.List; /** * 测试 synchronized 代码块 * @author ConstXiong * @date 2019-09-19 10:49:46 */ public class TestSynchronizedCodeBlock { private int count = 0; //锁定的对象 private final Object obj = new Object(); private void add1000() { //执行下面的加 1000 的操作，都需要获取 obj 这个对象的锁 synchronized (obj) { for (int i = 0; i <1000; i++) { count++; } } } //启动 30 个线程，每个线程 对 TestSynchronized 对象的 count 属性加 1000 private void test() throws InterruptedException { List<Thread> threads = new ArrayList<Thread>(10); for (int i = 0; i <30; i++) { Thread t = new Thread(() -> { add1000(); }); t.start(); threads.add(t); } //等待所有线程执行完毕 for (Thread t : threads) { t.join(); } //打印 count 的值 System.out.println(count); } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //创建 TestSynchronizedNormalMethod 对象，调用 test 方法 new TestSynchronizedCodeBlock().test(); } }
可重入锁 java.util.concurrent.lock.ReentrantLock 的使用示例
package constxiong.concurrency.a18; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; /** * 测试 ReentrantLock * @author ConstXiong * @date 2019-09-19 11:26:50 */ public class TestReentrantLock { private int count = 0; private final Lock lock = new ReentrantLock(); private void add1000() { lock.lock(); try { for (int i = 0; i <1000; i++) { count++; } } finally { lock.unlock(); } } //启动 30 个线程，每个线程 对 TestSynchronized 对象的 count 属性加 1000 private void test() throws InterruptedException { List<Thread> threads = new ArrayList<Thread>(10); for (int i = 0; i <30; i++) { Thread t = new Thread(() -> { add1000(); }); t.start(); threads.add(t); } //等待所有线程执行完毕 for (Thread t : threads) { t.join(); } //打印 count 的值 System.out.println(count); } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //创建 TestReentrantLock 对象，调用 test 方法 new TestReentrantLock().test(); } }
可重复读写锁 java.util.concurrent.lock.ReentrantReadWriteLock 的使用示例
package constxiong.concurrency.a18; import java.util.HashMap; import java.util.Map; import java.util.Random; import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; /** * 测试可重入读写锁 ReentrantReadWriteLock * @author ConstXiong * @date 2019-09-19 11:36:19 */ public class TestReentrantReadWriteLock { //存储 key value 的 map private Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>(); //读写锁 private final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock(); /** * 根据 key 获取 value * @param key */ public Object get(String key) { Object value = null; lock.readLock().lock(); try { Thread.sleep(50L); value = map.get(key); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.readLock().unlock(); } return value; } /** * 设置key-value * @param key */ public void set(String key, Object value) { lock.writeLock().lock(); try { Thread.sleep(50L); map.put(key, value); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.writeLock().unlock(); } } //测试5个线程读数据，5个线程写数据 public static void main(String[] args) { //创建测试可重入读写锁 TestReentrantReadWriteLock 对象 TestReentrantReadWriteLock test = new TestReentrantReadWriteLock(); String key = "lock";//存入 map 中的 key Random r = new Random();//生成随机数作为 value for (int i = 0; i <5; i++) { //5 个线程读 map 中 key 的 value new Thread(() -> { for (int j = 0; j <10; j++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " read value=" + test.get(key)); } }).start(); //5 个线程写 map 中 key 的 value new Thread(() -> { for (int j = 0; j <10; j++) { int value = r.nextInt(1000); test.set(key, value); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " write value=" + value); } }).start(); } } }
锁的使用注意事项
- synchronized 修饰代码块时，最好不要锁定基本类型的包装类，如 jvm 会缓存 -128 ~ 127 Integer 对象，每次向如下方式定义 Integer 对象，会获得同一个 Integer，如果不同地方锁定，可能会导致诡异的性能问题或者死锁
Integer i = 100; - synchronized 修饰代码块时，要线程互斥地执行代码块，需要确保锁定的是同一个对象，这点往往在实际编程中会被忽视
- synchronized 不支持尝试获取锁、锁超时和公平锁
- ReentrantLock 一定要记得在 finally{} 语句块中调用 unlock() 方法释放锁，不然可能导致死锁
- ReentrantLock 在并发量很高的情况，由于自旋很消耗 CPU 资源
- ReentrantReadWriteLock 适合对共享资源写操作很少，读操作频繁的场景；可以从写锁降级到读锁，无法从读锁升级到写锁
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