Java synchronized关键字和Lock接口实现原理
这篇文章主要介绍了Java synchronized关键字和Lock接口实现原理,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
引用
当开发过程中,我们遇到并发问题。怎么解决?
一种解决方式,简单粗暴:上锁。将千军万马都给拦下来,只允许一个人过独木桥。书面意思就是将并行的程序变成串行的程序。现实的锁有门锁、挂锁和抽屉锁等等。在Java中,我们的锁就是synchronized关键字和Lock接口。
synchronized关键字
synchronized也叫同步锁,是Java里面的关键字。我们可以猜测到synchronized原理也JVM虚拟机有关联。
synchronized锁的是对象。对象里面有一个叫做监视锁(monitor)的东西,监视锁依赖操作系统的互斥锁(Mutex Lock)。操作系统切换线程其实就是从用户态编程核心态(cpu的两种状态)。这个代价有点高,所以synchronized这个重量级锁后面也引进了偏向锁和轻量级锁。
加锁(监视锁monitor)过程分析():
- 当monitor的进入数为0,线程A进入
- monitor的进入数为1
- 线程B想进入该monitor就会被阻塞。
线程A可以重复进入该monitor,所以synchronized是可重入锁,和Lock实现的锁一样。
程序验证
public class SynchronizedTest { private static int i = 0; public static void main(String[] args) { test(); } public static void test(){ synchronized (SynchronizedTest.class){ synchronized (SynchronizedTest.class){ i++; } } } }
运行结果
程序正常运行,没有报错
synchronized可以修饰方法以及代码块,代码块就是上面重入锁的例子。
修饰方法
public class SynchronizedTest { static int n = 100; final static CountDownLatch start = new CountDownLatch(n); private static int i = 0; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int j = 0; j < n; j++) { Thread thread = new Thread(new addNoSynchronized()); thread.start(); } start.await(); System.out.println(i); } public static class addSynchronized implements Runnable{ @Override public void run() { addSynchronized(); } public static synchronized void addSynchronized(){ for (int j = 0; j < 1000; j++) { i++; } start.countDown(); } } }
运行结果
100000
如果去掉 synchronized 关键字的话,运行结果大概率不是 100000,因为线程不安全问题。
Lock接口
一般我们使用 ReentrantLock 类作为重入锁,实现Lock接口。
使用方法
public class ReentranLockTest { private static int j; private static int n = 100; private static CountDownLatch latch = new CountDownLatch(n); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int i = 0; i < n; i++) { new Thread(new LockTest()).start(); } latch.await(); System.out.println("结果为:"+j); } public static class LockTest implements Runnable{ static Lock lock = new ReentrantLock(); @Override public void run() { lockTest(); latch.countDown(); } private void lockTest() { lock.lock(); try { for (int i = 0; i < 1000; i++) { j++; } }finally { lock.unlock(); } } } }
运行结果
结果为:100000
这里我们锁住的 j++ 这块资源区(公共资源),lock 是 static 关键字修饰的,是类对象,思考一下如果不是类对象会怎么样?那就是连环锁了(看图)。
每一个线程都对可以用钥匙解开这把锁,对于程序而言,加锁操作就没有意义了。因为我们需要的是一个锁。
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我们。