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java并发2--进阶

时间:2018-09-10 00:56:04      阅读:148      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:stack   很多   其他   span   1.4   start   tee   ace   获取   

五、互斥同步

Java 提供了两种锁机制来控制多个线程对共享资源的互斥访问,第一个是 JVM 实现的 synchronized,而另一个是 JDK 实现的 ReentrantLock。

1.1 synchronized

1. 同步一个代码块

public void func() {

    synchronized (this) {

        // ...

    }

}

 

它只作用于同一个对象,如果调用两个对象上的同步代码块,就不会进行同步。

对于以下代码,使用 ExecutorService 执行了两个线程,由于调用的是同一个对象的同步代码块,因此这两个线程会进行同步,当一个线程进入同步语句块时,另一个线程就必须等待。

public class SynchronizedExample {

 

    public void func1() {

        synchronized (this) {

            for (int i = 0; i < 10; i++) {

                System.out.print(i + " ");

            }

        }

    }

}

public static void main(String[] args) {

    SynchronizedExample e1 = new SynchronizedExample();

    ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

    executorService.execute(() -> e1.func1());

    executorService.execute(() -> e1.func1());

}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

 

对于以下代码,两个线程调用了不同对象的同步代码块,因此这两个线程就不需要同步。从输出结果可以看出,两个线程交叉执行。

public static void main(String[] args) {

    SynchronizedExample e1 = new SynchronizedExample();

    SynchronizedExample e2 = new SynchronizedExample();

    ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

    executorService.execute(() -> e1.func1());

    executorService.execute(() -> e2.func1());

}

0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9

 

2. 同步一个方法

public synchronized void func () {

    // ...

}

 

它和同步代码块一样,作用于同一个对象。

3. 同步一个类

public void func() {

    synchronized (SynchronizedExample.class) {

        // ...

    }

}

 

作用于整个类,也就是说两个线程调用同一个类的不同对象上的这种同步语句,也会进行同步。

public class SynchronizedExample {

 

    public void func2() {

        synchronized (SynchronizedExample.class) {

            for (int i = 0; i < 10; i++) {

                System.out.print(i + " ");

            }

        }

    }

}

public static void main(String[] args) {

    SynchronizedExample e1 = new SynchronizedExample();

    SynchronizedExample e2 = new SynchronizedExample();

    ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

    executorService.execute(() -> e1.func2());

    executorService.execute(() -> e2.func2());

}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

 

4. 同步一个静态方法

public synchronized static void fun() {

    // ...

}

 

作用于整个类。

1.2 ReentrantLock

ReentrantLock 是 java.util.concurrent(J.U.C)包中的锁。

public class LockExample {
 
    private Lock lock = new ReentrantLock();
 
    public void func() {
        lock.lock();
        try {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                System.out.print(i + " ");
            }
        } finally {
            lock.unlock(); // 确保释放锁,从而避免发生死锁。
        }
    }
}
public static void main(String[] args) {
    LockExample lockExample = new LockExample();
    ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
    executorService.execute(() -> lockExample.func());
    executorService.execute(() -> lockExample.func());
}
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

 

1.3 比较

锁的实现

synchronized 是 JVM 实现的,而 ReentrantLock 是 JDK 实现的。

性能

新版本 Java 对 synchronized 进行了很多优化,例如自旋锁等,synchronized 与 ReentrantLock 大致相同。

等待可中断

当持有锁的线程长期不释放锁的时候,正在等待的线程可以选择放弃等待,改为处理其他事情。

ReentrantLock 可中断,而 synchronized 不行。

公平锁

公平锁是指多个线程在等待同一个锁时,必须按照申请锁的时间顺序来依次获得锁。

synchronized 中的锁是非公平的,ReentrantLock 默认情况下也是非公平的,但是也可以是公平的。

锁绑定多个条件

一个 ReentrantLock 可以同时绑定多个 Condition 对象。

使用选择

除非需要使用 ReentrantLock 的高级功能,否则优先使用 synchronized。这是因为 synchronized 是 JVM 实现的一种锁机制,JVM 原生地支持它,而 ReentrantLock 不是所有的 JDK 版本都支持。并且使用 synchronized 不用担心没有释放锁而导致死锁问题,因为 JVM 会确保锁的释放。

六、线程之间的协作

当多个线程可以一起工作去解决某个问题时,如果某些部分必须在其它部分之前完成,那么就需要对线程进行协调。

1.4 join()

在线程中调用另一个线程的 join() 方法,会将当前线程挂起,而不是忙等待,直到目标线程结束。

对于以下代码,虽然 b 线程先启动,但是因为在 b 线程中调用了 a 线程的 join() 方法,b 线程会等待 a 线程结束才继续执行,因此最后能够保证 a 线程的输出先于 b 线程的输出。

public class JoinExample {
 
    private class A extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("A");
        }
    }
 
    private class B extends Thread {
 
        private A a;
 
        B(A a) {
            this.a = a;
        }
 
        @Override
        public void run() {
            try {
                a.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("B");
        }
    }
 
    public void test() {
        A a = new A();
        B b = new B(a);
        b.start();
        a.start();
    }
}
public static void main(String[] args) {
    JoinExample example = new JoinExample();
    example.test();
}
A
B

 

 

1.5 wait() notify() notifyAll()

调用 wait() 使得线程等待某个条件满足,线程在等待时会被挂起,当其他线程的运行使得这个条件满足时,其它线程会调用 notify() 或者 notifyAll() 来唤醒挂起的线程。

它们都属于 Object 的一部分,而不属于 Thread。

只能用在同步方法或者同步控制块中使用,否则会在运行时抛出 IllegalMonitorStateExeception。

使用 wait() 挂起期间,线程会释放锁。这是因为,如果没有释放锁,那么其它线程就无法进入对象的同步方法或者同步控制块中,那么就无法执行 notify() 或者 notifyAll() 来唤醒挂起的线程,造成死锁。

public class WaitNotifyExample {
 
    public synchronized void before() {
        System.out.println("before");
        notifyAll();
    }
 
    public synchronized void after() {
        try {
            wait();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("after");
    }
}
public static void main(String[] args) {
    ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
    WaitNotifyExample example = new WaitNotifyExample();
    executorService.execute(() -> example.after());
    executorService.execute(() -> example.before());
}
before
after

 

wait() sleep() 的区别

  • wait() 是 Object 的方法,而 sleep() 是 Thread 的静态方法;
  • wait() 会释放锁,sleep() 不会。

1.6 await() signal() signalAll()

java.util.concurrent 类库中提供了 Condition 类来实现线程之间的协调,可以在 Condition 上调用 await() 方法使线程等待,其它线程调用 signal() 或 signalAll() 方法唤醒等待的线程。

相比于 wait() 这种等待方式,await() 可以指定等待的条件,因此更加灵活。

使用 Lock 来获取一个 Condition 对象。

public class AwaitSignalExample {
 
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition = lock.newCondition();
 
    public void before() {
        lock.lock();
        try {
            System.out.println("before");
            condition.signalAll();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
 
    public void after() {
        lock.lock();
        try {
            condition.await();
            System.out.println("after");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}
public static void main(String[] args) {
    ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
    AwaitSignalExample example = new AwaitSignalExample();
    executorService.execute(() -> example.after());
    executorService.execute(() -> example.before());
}
before
after

 

java并发2--进阶

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原文地址:https://www.cnblogs.com/csslcww/p/9616093.html

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