`
coolxing
  • 浏览: 874276 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 北京
博客专栏
9a45b66b-c585-3a35-8680-2e466b75e3f8
Java Concurre...
浏览量:97305
社区版块
存档分类
最新评论

java并发编程--互斥锁, 读写锁及条件

阅读更多

 

[coolxing按: 转载请注明作者和出处, 如有谬误, 欢迎在评论中指正.] 

 

java.util.concurrent.locks包提供了锁和等待条件的接口和类, 可用于替代JDK1.5之前的同步(synchronized)和监视器机制(主要是Object类的wait(), notify(), notifyAll()方法).

 

互斥锁--Lock接口及其实现类ReentrantLock

所谓互斥锁, 指的是一次最多只能有一个线程持有的锁. 在jdk1.5之前, 我们通常使用synchronized机制控制多个线程对共享资源的访问. 而现在, Lock提供了比synchronized机制更广泛的锁定操作, Lock和synchronized机制的主要区别:

  • synchronized机制提供了对与每个对象相关的隐式监视器锁的访问, 并强制所有锁获取和释放均要出现在一个块结构中, 当获取了多个锁时, 它们必须以相反的顺序释放. synchronized机制对锁的释放是隐式的, 只要线程运行的代码超出了synchronized语句块范围, 锁就会被释放. 而Lock机制必须显式的调用Lock对象的unlock()方法才能释放锁, 这为获取锁和释放锁不出现在同一个块结构中, 以及以更自由的顺序释放锁提供了可能. 以下代码演示了在不同的块结构中获取和释放锁:
public class LockTest {
	private static Lock lock = new ReentrantLock();
	public static void main(String[] args) {
		lock.lock();
		invokeMethod();
	}

	private static void invokeMethod() {
		lock.unlock();
	}
}

  为了确保锁被释放, 通常会采用如下的代码形式:

Lock lock = new ReentrantLock();
// 获取锁
lock.lock();
	try {
		// access the resource protected by this lock
	} finally {
		// 释放锁
		lock.unlock();
	}

  |--void lock(): 执行此方法时, 如果锁处于空闲状态, 当前线程将获取到锁. 相反, 如果锁已经被其他线程持有, 将禁用当前线程, 直到当前线程获取到锁.

|--void unlock(): 执行此方法时, 当前线程将释放持有的锁. 锁只能由持有者释放, 如果线程并不持有锁, 却执行该方法, 可能导致异常的发生.

  • Lock提供了一个非块结构的获取锁尝试--tryLock(), 一个获取可中断锁的尝试--lockInterruptibly()和一个获取超时失效锁的尝试--tryLock(long time, TimeUnit unit).

|--boolean tryLock(): 如果锁可用, 则获取锁, 并立即返回true, 否则返回false. 该方法和lock()的区别在于, tryLock()只是"试图"获取锁, 如果锁不可用, 不会导致当前线程被禁用, 当前线程仍然继续往下执行代码. 而lock()方法则是一定要获取到锁, 如果锁不可用, 就一直等待, 在未获得锁之前,当前线程并不继续向下执行. 通常采用如下的代码形式调用tryLock()方法:

 

   Lock lock = new ReentrantLock();
      if (lock.tryLock()) {
          try {
              // manipulate protected state
          } finally {
              lock.unlock();
          }
      } else {
          // perform alternative actions
      }

此用法可确保如果获取了锁则会释放锁如果未获取锁则不会试图将其释放.

  • Lock的newCondition()方法可以获得与该锁绑定的Condition对象, Condition的详细介绍如下. 

 

条件--Condition

调用Condition对象的相关方法, 可以方便的挂起和唤醒线程. Object对象的wait(), notify(), notifyAll()方法当然也可以做到这一点, 但是Object对象的这些方法存在很不方便的地方--如果多个线程调用了obj的wait()方法而挂起, 那么我们无法做到调用obj的notify()和notifyAll()方法唤醒其中特定的一个线程. 而Condition对象就可以做到这一点. 具体的代码请参见我的上一篇博客http://coolxing.iteye.com/blog/1236696中的解法二部分.

  • void await(): 调用Condition对象的await()方法将导致当前线程被挂起, 并释放该Condition对象所绑定的锁. Condition对象只能通过Lock类的newCondition()方法获取, 因此一个Condition对象必然有一个与其绑定的Lock锁. 调用Condition对象的await()方法的前提是: 当前线程必须持有与该Condition对象绑定的锁, 否则程序可能抛出异常.
  • void signal(): 唤醒一个在该Condition对象上挂起的线程. 如果存在多个线程等待这个Condition对象的唤醒, 则随机选择一个. 线程被唤醒之前, 必须重新获取到锁(与该Condition对象绑定的Lock对象).
  • void signalAll(): 唤醒所有在该Condition对象上挂起的线程. 所有被唤醒的线程将竞争与该Condition对象绑定的锁, 只有获取到锁的线程才能恢复到运行状态.

 

读写锁--ReadWriteLock接口及其实现类ReentrantReadWriteLock

ReentrantReadWriteLock中定义了2个内部类, ReentrantReadWriteLock.ReadLock和ReentrantReadWriteLock.WriteLock, 分别用来代表读取锁和写入锁. ReentrantReadWriteLock对象提供了readLock()和writeLock()方法, 用于获取读取锁和写入锁. 

 

  • 读取锁允许多个reader线程同时持有, 而写入锁最多只能有一个writter线程持有.
  • 读写锁的使用场合: 读取共享数据的频率远大于修改共享数据的频率. 在上述场合下, 使用读写锁控制共享资源的访问, 可以提高并发性能.
  • 如果一个线程已经持有了写入锁, 则可以再持有读写锁. 相反, 如果一个线程已经持有了读取锁, 则在释放该读取锁之前, 不能再持有写入锁.
  • 可以调用写入锁的newCondition()方法获取与该写入锁绑定的Condition对象, 此时与普通的互斥锁并没有什么区别. 但是调用读取锁的newCondition()方法将抛出异常. 

 

使用读写锁的一个例子:

 

public class ReadWriteLockTest {
	private static ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
	private static Person person = new Person("David Beckham", true);

	public static void main(String[] args) {
		new Thread() {
			public void run() {
				while(true) {
					try {
						lock.readLock().lock();
						System.out.print("name = " + person.getName());
						System.out.println(", isMan = " + person.isMan());
					} finally {
						lock.readLock().unlock();
					}
				}
			};
		}.start();
		new Thread() {
			public void run() {
				boolean state = true;
				while(true) {
					try {
						lock.writeLock().lock();
						if (state) {
							person.setName("Lady GaGa");
							person.setMan(false);
							state = false;
						} else {
							person.setName("David Beckham");
							person.setMan(true);
							state = true;
						}
						
					} finally {
						lock.writeLock().unlock();
					}
				}
			};
		}.start();
	}
}

class Person {
	private String name;
	private boolean isMan;

	public Person(String name, boolean isMan) {
		this.name = name;
		this.isMan = isMan;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	public boolean isMan() {
		return isMan;
	}

	public void setMan(boolean isMan) {
		this.isMan = isMan;
	}
}

不管程序运行多久, 也不会有人妖的出现.

11
4
分享到:
评论
2 楼 yuanliangding 2016-08-02  
写得很好,很细致。到全面。^_^
1 楼 lliiqiang 2015-07-27  
用复制等手段,保证单一操作,并且可以回滚.

相关推荐

    Java 并发编程实战.pdf

    在并发控制方面,《Java并发编程实战》可能会探讨不同类型的锁,如互斥锁(Mutex)、读写锁(ReadWriteLock)、乐观锁和悲观锁等,以及它们的应用场景和性能影响。作者可能会使用实例代码来演示如何在实际应用中使用...

    java并发编程2

    Java并发编程是Java开发中的重要领域,特别是在多核处理器和分布式系统中,高效地利用并发可以极大地提升程序的性能和响应速度。以下是对标题和描述中所提及的几个知识点的详细解释: 1. **线程与并发** - **线程*...

    java并发编程实践pdf笔记

    - 除了互斥锁,还有读写锁(`ReentrantReadWriteLock`),允许多个线程同时读取但限制同时写入,提高了并发性能。 6. **其他并发工具** - `java.util.concurrent`包提供了一系列的并发工具类,如`Semaphore`...

    java并发编程艺术

    锁机制是Java并发编程中的另一大主题,包括内置锁(互斥锁)和显式锁(如`ReentrantLock`)。内置锁是`synchronized`关键字提供的,而显式锁提供了更细粒度的控制和更丰富的功能。书中可能还会讨论读写锁(`...

    java并发编程-AQS和JUC实战

    ### Java并发编程-AQS和JUC实战 #### 一、ReentrantLock 重入锁 **1.1 概述** - **基本介绍**: `ReentrantLock` 是一个实现了 `Lock` 接口的可重入互斥锁,提供比 `synchronized` 更丰富的功能。与 `synchronized...

    java并发编程书籍

    Java并发编程是软件开发中的一个关键领域,尤其是在大型企业级应用和分布式系统中。通过学习相关的书籍,开发者可以深入理解如何有效地设计和实现高效的多线程应用程序,避免并发问题,如竞态条件、死锁、活锁等。...

    JAVA并发编程实践 中文 高清 带书签 完整版 Doug Lea .pdf

    根据提供的文件信息,“JAVA并发编程实践 中文 高清 带书签 完整版 Doug Lea .pdf”,我们可以推断出这份文档主要聚焦于Java并发编程的技术实践与理论探讨。下面将从多个角度来解析这个文档可能涵盖的关键知识点。 ...

    Java并发编程实践--电子书.rar

    《Java并发编程实践》这本书是Java开发者深入理解并发编程的重要参考资料。并发编程是现代软件开发中的核心技能之一,尤其是在多核处理器普及后,利用多线程进行并发处理已经成为提升程序性能的关键技术。这本书深入...

    Java并发编程全景图.pdf

    Java并发编程是Java语言中最为复杂且重要的部分之一,它涉及了多线程编程、内存模型、同步机制等多个领域。为了深入理解Java并发编程,有必要了解其核心技术点和相关实现原理,以下将详细介绍文件中提及的关键知识点...

    Java并发编程相关资料

    Java并发编程还包括对并发集合的理解,如`ConcurrentHashMap`、`CopyOnWriteArrayList`等,这些集合类在并发环境下提供了高效且安全的读写操作。 总之,这份资料涵盖了Java并发编程的广泛主题,从基础的线程创建到...

    Java 并发编程实战 中英文+代码示例

    在Java并发编程领域,以下几个核心知识点是本书的重点: 1. **线程基础**:介绍Java中的Thread类,如何创建和启动线程,以及线程的生命周期状态(新建、就绪、运行、阻塞和死亡)。 2. **并发控制**:讲解...

    JAVA并发编程实践.pdf

    根据提供的信息,“JAVA并发编程实践.pdf”这一文档主要聚焦于Java并发编程的实践与应用,这对于希望深入了解并行处理和多线程技术的开发者来说是非常有价值的资源。下面将基于标题和描述中的关键词“JAVA并发编程...

    各种锁汇总,乐观锁、悲观锁、分布式锁、可重入锁、互斥锁、读写锁、分段锁、类锁、行级锁等

    在IT领域,尤其是在多线程和并发编程中,锁机制是确保数据安全和程序正确性的关键工具。本文将深入探讨标题和描述中提及的各种锁,包括乐观锁、悲观锁、分布式锁、可重入锁、互斥锁、读写锁、分段锁、类锁以及行级锁...

    [中文]Java并发编程的艺术pdf

    《Java并发编程的艺术》这本书是Java开发者深入理解并发编程的重要参考。并发编程是现代多核处理器环境下不可或缺的技术,它能够充分利用系统资源,提高程序的执行效率。以下将详细阐述书中涉及的一些关键知识点。 ...

    《java并发编程的核心方法和框架》

    Java并发编程是Java开发中的重要领域,特别是在多核处理器和分布式系统中,高效地利用并发可以极大地提升程序的性能和响应速度。《java并发编程的核心方法和框架》这本书旨在深入探讨这一主题,帮助开发者掌握Java...

    Java并发编程事件 mobi kindle版

    《Java并发编程实践》是一本深入探讨Java多线程和并发编程的专业书籍,适用于有经验的Java开发者。这本书详尽地介绍了如何在Java环境中高效、安全地编写并发代码,是理解Java并发机制的重要参考资料。 并发编程是...

    ( java并发编程.zip )文字版 电子书 高清版

    《Java并发编程》是一本深度探讨Java平台上的并发与多线程编程的权威书籍,适合对并发编程有深入了解需求的开发者阅读,特别是对于那些志在加入BAT(百度、阿里巴巴、腾讯)等顶级互联网企业的程序员来说,这本书是...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics