Java鎖機(jī)制

FreeZinG 發(fā)布于2019-08-16 15:29 / 711人閱讀

摘要：它倆是不沖突的，也就是說獲取了類鎖的線程和獲取了對象鎖的線程是不沖突的可重入鎖住了鎖住了當(dāng)線程進(jìn)入到的方法時(shí)，此時(shí)拿到了實(shí)例對象的鎖。當(dāng)一個線程執(zhí)行的代碼出現(xiàn)異常時(shí)，其所持有的鎖會自動釋放。

Java鎖機(jī)制 synchronized鎖

synchronized 簡介


synchronized是Java的一個關(guān)鍵字，它能夠?qū)?strong>代碼塊(方法)鎖起來
synchronized是一種互斥鎖
一次只能允許一個線程進(jìn)入被鎖住的代碼塊
synchronized是一種內(nèi)置鎖/監(jiān)視器鎖
Java中每個對象都有一個內(nèi)置鎖(監(jiān)視器,也可以理解成鎖標(biāo)記)，而synchronized就是使用對象的內(nèi)置鎖(監(jiān)視器)來將代碼塊(方法)鎖定的！



synchronized保證了線程的原子性。
被保護(hù)的代碼塊是一次被執(zhí)行的，沒有任何線程會同時(shí)訪問


synchronized還保證了可見性。
當(dāng)執(zhí)行完synchronized之后，修改后的變量對其他的線程是可見的

synchronized底層原理

同步代碼塊：
monitorenter和monitorexit指令實(shí)現(xiàn)的
同步方法（在這看不出來需要看JVM底層實(shí)現(xiàn)）
方法修飾符上的ACC_SYNCHRONIZED實(shí)現(xiàn)。
Java中的synchronized，通過使用內(nèi)置鎖，來實(shí)現(xiàn)對變量的同步操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對變量操作的原子性和其他線程對變量的可見性，從而確保了并發(fā)情況下的線程安全。

synchronized一般我們用來修飾三種東西


修飾普通方法：用的是 該對象(內(nèi)置鎖)
// 修飾普通方法，此時(shí)用的鎖是 該對象(內(nèi)置鎖)
public synchronized void test() {
}


修飾代碼塊：用的是 該對象(內(nèi)置鎖)
// 修飾代碼塊，此時(shí)用的鎖是  該對象(內(nèi)置鎖)--->this
synchronized (this){
}
當(dāng)然了，我們使用synchronized修飾代碼塊時(shí)未必使用this，還可以使用其他的對象(隨便一個對象都有一個內(nèi)置鎖)

稱之為-->客戶端鎖，這是不建議使用的




修飾靜態(tài)方法：用的是  類鎖(類的字節(jié)碼文件對象)：XX.class
// 修飾靜態(tài)方法，此時(shí)用的鎖是 類鎖(類的字節(jié)碼文件對象):     XX.class
public static synchronized void test() {
}

synchronized修飾靜態(tài)方法獲取的是類鎖(類的字節(jié)碼文件對象)，synchronized修飾普通方法或代碼塊獲取的是對象鎖。

它倆是不沖突的，也就是說：獲取了類鎖的線程和獲取了對象鎖的線程是不沖突的！

可重入

public class Widget {
    // 鎖住了
    public synchronized void doSomething() {
    }
}
public class LoggingWidget extends Widget {
    // 鎖住了
    public synchronized void doSomething() {
        System.out.println(toString() + ": calling doSomething");
        super.doSomething();
    }
}

當(dāng)線程A進(jìn)入到LoggingWidget的doSomething()方法時(shí)，此時(shí)拿到了LoggingWidget實(shí)例對象的鎖。
隨后在方法上又調(diào)用了父類Widget的doSomething()方法，它又是被synchronized修飾。
那現(xiàn)在我們LoggingWidget實(shí)例對象的鎖還沒有釋放，進(jìn)入父類Widget的doSomething()方法還需要一把鎖嗎？

不需要的！
因?yàn)?strong>鎖的持有者是“線程”，而不是“調(diào)用”。線程A已經(jīng)是有了LoggingWidget實(shí)例對象的鎖了，當(dāng)再需要的時(shí)候可以繼續(xù)“開鎖”進(jìn)去的！
這就是內(nèi)置鎖的可重入性。

怎么釋放


當(dāng)方法(代碼塊)執(zhí)行完畢后會自動釋放鎖，不需要做任何的操作。

當(dāng)一個線程執(zhí)行的代碼出現(xiàn)異常時(shí)，其所持有的鎖會自動釋放。

不會由于異常導(dǎo)致出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象

Lock顯式鎖

Lock顯示鎖簡介

Lock顯式鎖是JDK1.5之后才有的，之前我們都是使用Synchronized鎖來使線程安全的

Lock顯式鎖是一個接口

Lock方式來獲取鎖支持中斷、超時(shí)不獲取、是非阻塞的

提高了語義化，哪里加鎖，哪里解鎖都得寫出來

Lock顯式鎖可以給我們帶來很好的靈活性，但同時(shí)我們必須手動釋放鎖

支持Condition條件對象

允許多個讀線程同時(shí)訪問共享資源

synchronized鎖和Lock鎖使用哪個

Lock鎖在剛出來的時(shí)候很多性能方面都比Synchronized鎖要好，但是從JDK1.6開始Synchronized鎖就做了各種的優(yōu)化
優(yōu)化操作：適應(yīng)自旋鎖，鎖消除，鎖粗化，輕量級鎖，偏向鎖。

所以，到現(xiàn)在Lock鎖和Synchronized鎖的性能其實(shí)差別不是很大！而Synchronized鎖用起來又特別簡單。Lock鎖還得顧忌到它的特性，要手動釋放鎖才行(如果忘了釋放，這就是一個隱患)

所以說，我們絕大部分時(shí)候還是會使用Synchronized鎖，用到了Lock鎖提及的特性，帶來的靈活性才會考慮使用Lock顯式鎖

公平鎖

公平鎖理解起來非常簡單：
線程將按照它們發(fā)出請求的順序來獲取鎖

非公平鎖就是：
線程發(fā)出請求的時(shí)可以“插隊(duì)”獲取鎖
Lock和synchronize都是默認(rèn)使用非公平鎖的。如果不是必要的情況下，不要使用公平鎖
公平鎖會來帶一些性能的消耗的

ReentrantLock鎖

AQS是ReentrantLock的基礎(chǔ)，AQS是構(gòu)建鎖、同步器的框架


比synchronized更有伸縮性(靈活)
支持公平鎖(是相對公平的)，支持非公平鎖

使用時(shí)最標(biāo)準(zhǔn)用法是在try之前調(diào)用lock方法，在finally代碼塊釋放鎖

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

ReentrantReadWriteLock鎖

synchronized內(nèi)置鎖和ReentrantLock都是互斥鎖(一次只能有一個線程進(jìn)入到臨界區(qū)(被鎖定的區(qū)域))

ReentrantReadWriteLock是一個讀寫鎖：

在讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候，可以多個線程同時(shí)進(jìn)入到到臨界區(qū)(被鎖定的區(qū)域)
在寫數(shù)據(jù)的時(shí)候，無論是讀線程還是寫線程都是互斥的

在讀的時(shí)候可以共享，在寫的時(shí)候是互斥的

讀鎖不支持條件對象，寫鎖支持條件對象
讀鎖不能升級為寫鎖，寫鎖可以降級為讀鎖
讀寫鎖也有公平和非公平模式
讀鎖支持多個讀線程進(jìn)入臨界區(qū)，寫鎖是互斥的