Java鎖機制

FreeZinG 發布于2019-08-16 15:29 / 721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線程進入到的方法時，此時拿到了實例對象的鎖。當一個線程執行的代碼出現異常時，其所持有的鎖會自動釋放。

Java鎖機制 synchronized鎖

synchronized 簡介

synchronized是Java的一個關鍵字，它能夠將代碼塊(方法)鎖起來

synchronized是一種互斥鎖

一次只能允許一個線程進入被鎖住的代碼塊

synchronized是一種內置鎖/監視器鎖

Java中每個對象都有一個內置鎖(監視器,也可以理解成鎖標記)，而synchronized就是使用對象的內置鎖(監視器)來將代碼塊(方法)鎖定的！

synchronized保證了線程的原子性。

被保護的代碼塊是一次被執行的，沒有任何線程會同時訪問

synchronized還保證了可見性。

當執行完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指令實現的

同步方法（在這看不出來需要看JVM底層實現）

方法修飾符上的ACC_SYNCHRONIZED實現。

Java中的synchronized，通過使用內置鎖，來實現對變量的同步操作，進而實現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(內置鎖)
// 修飾普通方法，此時用的鎖是 該對象(內置鎖)
public synchronized void test() {
}


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

稱之為-->客戶端鎖，這是不建議使用的




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

synchronized修飾靜態方法獲取的是類鎖(類的字節碼文件對象)，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();
    }
}

當線程A進入到LoggingWidget的doSomething()方法時，此時拿到了LoggingWidget實例對象的鎖。

隨后在方法上又調用了父類Widget的doSomething()方法，它又是被synchronized修飾。

那現在我們LoggingWidget實例對象的鎖還沒有釋放，進入父類Widget的doSomething()方法還需要一把鎖嗎？

不需要的！

因為鎖的持有者是“線程”，而不是“調用”。線程A已經是有了LoggingWidget實例對象的鎖了，當再需要的時候可以繼續“開鎖”進去的！

這就是內置鎖的可重入性。

怎么釋放

當方法(代碼塊)執行完畢后會自動釋放鎖，不需要做任何的操作。

當一個線程執行的代碼出現異常時，其所持有的鎖會自動釋放。

不會由于異常導致出現死鎖現象

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訪問共享資源

synchronized鎖和Lock鎖使用哪個

Lock鎖在剛出來的時候很多性能方面都比Synchronized鎖要好，但是從JDK1.6開始Synchronized鎖就做了各種的優化

優化操作：適應自旋鎖，鎖消除，鎖粗化，輕量級鎖，偏向鎖。

所以，到現在Lock鎖和Synchronized鎖的性能其實差別不是很大！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：

線程將按照它們發出請求的順序來獲取鎖

非公平鎖就是：

線程發出請求的時可以“插隊”獲取鎖

Lock和synchronize都是默認使用非公平鎖的。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，AQS是構建鎖、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

使用時最標準用法是在try之前調用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內置鎖和ReentrantLock都是互斥鎖(一次只能有一個線程進入到臨界區(被鎖定的區域))

ReentrantReadWriteLock是一個讀寫鎖：

在讀取數據的時候，可以多個線程同時進入到到臨界區(被鎖定的區域)

在寫數據的時候，無論是讀線程還是寫線程都是互斥的

在讀的時候可以共享，在寫的時候是互斥的

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入臨界區，寫鎖是互斥的

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