http://www.jb51.net/article/88076.htm
关于互斥锁
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。
1. ReentrantLock介绍
ReentrantLock是一个可重入的互斥锁,又被称为“独占锁”。
顾名思义,ReentrantLock锁在同一个时间点只能被一个线程锁持有;而可重入的意思是,ReentrantLock锁,可以被单个线程多次获取。
ReentrantLock分为“公平锁”和“非公平锁”。它们的区别体现在获取锁的机制上是否公平。“锁”是为了保护竞争资源,防止多个线程同时操作线程而出错,ReentrantLock在同一个时间点只能被一个线程获取(当某线程获取到“锁”时,其它线程就必须等待);ReentraantLock是通过一个FIFO的等待队列来管理获取该锁所有线程的。在“公平锁”的机制下,线程依次排队获取锁;而“非公平锁”在锁是可获取状态时,不管自己是不是在队列的开头都会获取锁。
ReentrantLock函数列表
// 创建一个 ReentrantLock ,默认是“非公平锁”。 ReentrantLock() // 创建策略是fair的 ReentrantLock。fair为true表示是公平锁,fair为false表示是非公平锁。 ReentrantLock(boolean fair) // 查询当前线程保持此锁的次数。 int getHoldCount() // 返回目前拥有此锁的线程,如果此锁不被任何线程拥有,则返回 null。 protected Thread getOwner() // 返回一个 collection,它包含可能正等待获取此锁的线程。 protected Collection<Thread> getQueuedThreads() // 返回正等待获取此锁的线程估计数。 int getQueueLength() // 返回一个 collection,它包含可能正在等待与此锁相关给定条件的那些线程。 protected Collection<Thread> getWaitingThreads(Condition condition) // 返回等待与此锁相关的给定条件的线程估计数。 int getWaitQueueLength(Condition condition) // 查询给定线程是否正在等待获取此锁。 boolean hasQueuedThread(Thread thread) // 查询是否有些线程正在等待获取此锁。 boolean hasQueuedThreads() // 查询是否有些线程正在等待与此锁有关的给定条件。 boolean hasWaiters(Condition condition) // 如果是“公平锁”返回true,否则返回false。 boolean isFair() // 查询当前线程是否保持此锁。 boolean isHeldByCurrentThread() // 查询此锁是否由任意线程保持。 boolean isLocked() // 获取锁。 void lock() // 如果当前线程未被中断,则获取锁。 void lockInterruptibly() // 返回用来与此 Lock 实例一起使用的 Condition 实例。 Condition newCondition() // 仅在调用时锁未被另一个线程保持的情况下,才获取该锁。 boolean tryLock() // 如果锁在给定等待时间内没有被另一个线程保持,且当前线程未被中断,则获取该锁。 boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) // 试图释放此锁。 void unlock()
2. ReentrantLock示例
通过对比“示例1”和“示例2”,我们能够清晰的认识lock和unlock的作用
2.1 示例1
import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; // LockTest1.java // 仓库 class Depot { private int size; // 仓库的实际数量 private Lock lock; // 独占锁 public Depot() { this.size = 0; this.lock = new ReentrantLock(); } public void produce(int val) { lock.lock(); try { size += val; System.out.printf("%s produce(%d) --> size=%d\n", Thread.currentThread().getName(), val, size); } finally { lock.unlock(); } } public void consume(int val) { lock.lock(); try { size -= val; System.out.printf("%s consume(%d) <-- size=%d\n", Thread.currentThread().getName(), val, size); } finally { lock.unlock(); } } }; // 生产者 class Producer { private Depot depot; public Producer(Depot depot) { this.depot = depot; } // 消费产品:新建一个线程向仓库中生产产品。 public void produce(final int val) { new Thread() { public void run() { depot.produce(val); } }.start(); } } // 消费者 class Customer { private Depot depot; public Customer(Depot depot) { this.depot = depot; } // 消费产品:新建一个线程从仓库中消费产品。 public void consume(final int val) { new Thread() { public void run() { depot.consume(val); } }.start(); } } public class LockTest1 { public static void main(String[] args) { Depot mDepot = new Depot(); Producer mPro = new Producer(mDepot); Customer mCus = new Customer(mDepot); mPro.produce(60); mPro.produce(120); mCus.consume(90); mCus.consume(150); mPro.produce(110); } }
运行结果:
Thread-0 produce(60) --> size=60
Thread-1 produce(120) --> size=180
Thread-3 consume(150) <-- size=30
Thread-2 consume(90) <-- size=-60
Thread-4 produce(110) --> size=50
(1) Depot 是个仓库。通过produce()能往仓库中生产货物,通过consume()能消费仓库中的货物。通过独占锁lock实现对仓库的互斥访问:在操作(生产/消费)仓库中货品前,会先通过lock()锁住仓库,操作完之后再通过unlock()解锁。
(2) Producer是生产者类。调用Producer中的produce()函数可以新建一个线程往仓库中生产产品。
(3) Customer是消费者类。调用Customer中的consume()函数可以新建一个线程消费仓库中的产品。
(4) 在主线程main中,我们会新建1个生产者mPro,同时新建1个消费者mCus。它们分别向仓库中生产/消费产品。
根据main中的生产/消费数量,仓库最终剩余的产品应该是50。运行结果是符合我们预期的!
这个模型存在两个问题:
(1) 现实中,仓库的容量不可能为负数。但是,此模型中的仓库容量可以为负数,这与现实相矛盾!
(2) 现实中,仓库的容量是有限制的。但是,此模型中的容量确实没有限制的!
这两个问题,我们稍微会讲到如何解决。现在,先看个简单的示例2;通过对比“示例1”和“示例2”,我们能更清晰的认识lock(),unlock()的用途。
import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; // LockTest2.java // 仓库 class Depot { private int size; // 仓库的实际数量 private Lock lock; // 独占锁 public Depot() { this.size = 0; this.lock = new ReentrantLock(); } public void produce(int val) { // lock.lock(); // try { size += val; System.out.printf("%s produce(%d) --> size=%d\n", Thread.currentThread().getName(), val, size); // } catch (InterruptedException e) { // } finally { // lock.unlock(); // } } public void consume(int val) { // lock.lock(); // try { size -= val; System.out.printf("%s consume(%d) <-- size=%d\n", Thread.currentThread().getName(), val, size); // } finally { // lock.unlock(); // } } }; // 生产者 class Producer { private Depot depot; public Producer(Depot depot) { this.depot = depot; } // 消费产品:新建一个线程向仓库中生产产品。 public void produce(final int val) { new Thread() { public void run() { depot.produce(val); } }.start(); } } // 消费者 class Customer { private Depot depot; public Customer(Depot depot) { this.depot = depot; } // 消费产品:新建一个线程从仓库中消费产品。 public void consume(final int val) { new Thread() { public void run() { depot.consume(val); } }.start(); } } public class LockTest2 { public static void main(String[] args) { Depot mDepot = new Depot(); Producer mPro = new Producer(mDepot); Customer mCus = new Customer(mDepot); mPro.produce(60); mPro.produce(120); mCus.consume(90); mCus.consume(150); mPro.produce(110); } }Thread-0 produce(60) --> size=-60
Thread-4 produce(110) --> size=50
Thread-2 consume(90) <-- size=-60
Thread-1 produce(120) --> size=-60
Thread-3 consume(150) <-- size=-60
结果说明:
“示例2”在“示例1”的基础上去掉了lock锁。在“示例2”中,仓库中最终剩余的产品是-60,而不是我们期望的50。原因是我们没有实现对仓库的互斥访问。
2.3 示例3
在“示例3”中,我们通过Condition去解决“示例1”中的两个问题:“仓库的容量不可能为负数”以及“仓库的容量是有限制的”。
解决该问题是通过Condition。Condition是需要和Lock联合使用的:通过Condition中的await()方法,能让线程阻塞[类似于wait()];通过Condition的signal()方法,能让唤醒线程[类似于notify()]。
import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; import java.util.concurrent.locks.Condition; // LockTest3.java // 仓库 class Depot { private int capacity; // 仓库的容量 private int size; // 仓库的实际数量 private Lock lock; // 独占锁 private Condition fullCondtion; // 生产条件 private Condition emptyCondtion; // 消费条件 public Depot(int capacity) { this.capacity = capacity; this.size = 0; this.lock = new ReentrantLock(); this.fullCondtion = lock.newCondition(); this.emptyCondtion = lock.newCondition(); } public void produce(int val) { lock.lock(); try { // left 表示“想要生产的数量”(有可能生产量太多,需多此生产) int left = val; while (left > 0) { // 库存已满时,等待“消费者”消费产品。 while (size >= capacity) fullCondtion.await(); // 获取“实际生产的数量”(即库存中新增的数量) // 如果“库存”+“想要生产的数量”>“总的容量”,则“实际增量”=“总的容量”-“当前容量”。(此时填满仓库) // 否则“实际增量”=“想要生产的数量” int inc = (size+left)>capacity ? (capacity-size) : left; size += inc; left -= inc; System.out.printf("%s produce(%3d) --> left=%3d, inc=%3d, size=%3d\n", Thread.currentThread().getName(), val, left, inc, size); // 通知“消费者”可以消费了。 emptyCondtion.signal(); } } catch (InterruptedException e) { } finally { lock.unlock(); } } public void consume(int val) { lock.lock(); try { // left 表示“客户要消费数量”(有可能消费量太大,库存不够,需多此消费) int left = val; while (left > 0) { // 库存为0时,等待“生产者”生产产品。 while (size <= 0) emptyCondtion.await(); // 获取“实际消费的数量”(即库存中实际减少的数量) // 如果“库存”<“客户要消费的数量”,则“实际消费量”=“库存”; // 否则,“实际消费量”=“客户要消费的数量”。 int dec = (size<left) ? size : left; size -= dec; left -= dec; System.out.printf("%s consume(%3d) <-- left=%3d, dec=%3d, size=%3d\n", Thread.currentThread().getName(), val, left, dec, size); fullCondtion.signal(); } } catch (InterruptedException e) { } finally { lock.unlock(); } } public String toString() { return "capacity:"+capacity+", actual size:"+size; } }; // 生产者 class Producer { private Depot depot; public Producer(Depot depot) { this.depot = depot; } // 消费产品:新建一个线程向仓库中生产产品。 public void produce(final int val) { new Thread() { public void run() { depot.produce(val); } }.start(); } } // 消费者 class Customer { private Depot depot; public Customer(Depot depot) { this.depot = depot; } // 消费产品:新建一个线程从仓库中消费产品。 public void consume(final int val) { new Thread() { public void run() { depot.consume(val); } }.start(); } } public class LockTest3 { public static void main(String[] args) { Depot mDepot = new Depot(100); Producer mPro = new Producer(mDepot); Customer mCus = new Customer(mDepot); mPro.produce(60); mPro.produce(120); mCus.consume(90); mCus.consume(150); mPro.produce(110); } }
(某一次)运行结果:
相关推荐
标题中的"Capslock++"指的是一个利用AutoHotkey脚本技术改造 Capslock 键的工具,旨在提升用户在计算机操作中的工作效率。Capslock键通常用于切换字母大小写,但通过 Capslock++,我们可以将其功能扩展到更高效的...
"lock(this)的使用说明" lock(this)是C#语言中的一种同步机制,用于确保在多线程环境下对共享资源的访问安全。通过使用lock(this)语句,可以保证在同一时刻只有一个线程可以访问某个资源,防止多个线程同时访问同...
关键字-回车映射-ahk回车映射-左手回车 ;;快捷键x说明 上下左右 ... CapsLock+q 箭头上--防止误触屏-CapsLock+q也映射为箭头上 ;; CapsLock+e 删除键-删除前面的-Backspace ;; CapsLock+r 删除键-删除后面的--Del
### 彻底理解 Oracle 中 Library Cache Lock 的成因与解决办法 #### 一、引言 在日常数据库管理工作中,经常会遇到一些让人头疼的问题,比如会话挂起(hang)。其中一个常见的情况是当用户尝试执行某些操作时,比如...
《lock4j高性能分布式锁详解》 分布式锁是分布式系统中的关键组件,它在多节点共享资源时确保了数据的一致性和并发控制。lock4j作为一款高性能的分布式锁,为开发者提供了简单易用且高效的解决方案。本文将深入探讨...
在计算机使用过程中,CapsLock键是一个非常特殊的功能键,它用于切换输入的大写和小写字母。对于程序员或者日常用户来说,了解CapsLock键的状态有时是必要的,例如在编写代码时确保大小写的正确性,或者在输入密码时...
标题中的“判断Caps Lock键是否开/关”指的是在编程或系统操作中,我们需要检测计算机上的Caps Lock(大写锁定)键是否处于开启或关闭状态。这个功能在各种应用场景中都可能用到,例如,为了确保用户在输入密码时...
《Lock On 2.0 免1.1补丁详解》 Lock On是一款深受飞行模拟爱好者喜爱的游戏,它以其高度真实、细腻的飞行体验而闻名。在Lock On 2.0版本中,开发者进一步提升了游戏的图形表现力、飞行模型的真实度以及战斗系统的...
`yarn.lock` 和 `package-lock.json` 文件都是npm和yarn包管理器为了确保项目依赖一致性而生成的文件。本篇文章将详细探讨这两个文件的作用、差异以及如何实现它们之间的相互转换。 ### `yarn.lock` 文件 `yarn....
significance of a lock-in amplifier. As an introduction to the subject there follows a simple intuitive account biased towards light measurement applications. All lock-in amplifiers, whether ...
标题中的“笔记本电脑大写键CAPSLOCK状态显示软件”是指一个专为笔记本电脑设计的程序,该程序能够实时显示当前大写锁定键(CAPSLOCK)的状态。开发者使用C#编程语言创建了这个应用,这表明它基于.NET框架运行,并且...
本文将深入探讨C#中如何使用Lock和Redis分布式锁来解决并发问题,以秒杀系统为例进行阐述。 首先,让我们理解什么是并发控制。并发控制是指在多线程环境下确保数据的一致性和完整性,防止多个线程同时访问同一资源...
标题中的“技嘉BIOS解锁CFG Lock AMIBCP.zip”是指一项针对技嘉主板BIOS的修改操作,目的是解锁CFG Lock功能。CFG Lock是许多现代主板上的一项安全设置,用于防止用户非授权地更改CPU的超频选项,以保护系统稳定性和...
redisson lock和tryLock 分布式锁简单练习
Folder Lock 是一款非常流行的文件加密和隐私保护软件,它可以帮助用户轻松地锁定、隐藏或加密其重要的文件、照片、视频等个人数据。这款软件适用于多种操作系统,包括 Windows 和 macOS,并且具有高度的安全性和...
Lock锁是对象锁,仅在同一对象中,锁才会生效。(不做论证) (以下场景皆为单例模式下运行) lock.lock()的加锁方式,会使后续请求的线程堵塞等待。(方案A) lock.tryLock()的加锁方式,不会堵塞,会立即返回加锁...
### Ubuntu系统中Ctrl与CapsLock键位互换的详细步骤 #### 一、背景介绍 在Ubuntu等Linux发行版中,默认情况下,Ctrl键通常位于键盘的左下角位置,而Caps Lock键则位于Shift键的右侧。对于部分用户而言,这种布局...
### 解决ArcSDE版本lock问题 #### 一、引言 在GIS(地理信息系统)领域,ArcSDE 是一种广泛使用的空间数据库引擎,它能够有效地管理大量的空间数据。然而,在实际操作过程中,用户可能会遇到...
"Lock On 2.0汉化补丁"是一款专门针对"Lock On"系列游戏的中文翻译更新,旨在为玩家提供更全面、更易理解的游戏体验。Lock On通常指的是Lock On: Modern Air Combat(锁定:现代空战),这是一款专注于现代战斗机...