synchronized关键字,Lock接口以及可重入锁ReentrantLock

简介:

多线程环境下,必须考虑线程同步的问题,这是因为多个线程同时访问变量或者资源时会有线程争用,比如A线程读取了一个变量,B线程也读取了这个变量,然后他们同时对这个变量做了修改,写回到内存中,由于是同时做修改,就会导致修改的状态不一致.

用一个实际的例子来说明线程同步的必要性:

package cn.outofmemory.locks; public class LockDemo implements Runnable { private int counter = 0; public void run() { int loopTimes = 10000; while (loopTimes > 0) {  counter ++; loopTimes --; } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { LockDemo demo = new LockDemo(); Thread[] threads = new Thread[]{ new Thread(demo), new Thread(demo),new Thread(demo), new Thread(demo),new Thread(demo) }; for (Thread t : threads) { t.start(); } for (Thread t : threads) { t.join(); } System.out.println("demo's counter is " + demo.counter); } }

这段代码中的LockDemo类实现了Runnable接口,在run方法中对其私有变量counter递加了10000次。在main方法中我们首先初始化了一个LockDemo对象,然后初始化了5个线程,这5个线程公用一个LockDemo的实例。 
然后我们一次启动这5个线程,然后通过join等待所有线程结束,最后输出demo实例的counter值来。 

运行程序,我这儿得到这样一个输出结果:

demo's counter is 44041

本来5个线程每个线程递加10000次,应该得到的结果是50000,而实际的结果是44041. 

如果你也运行此程序有可能会得到不一样的结果。这取决于这5个线程造成了多少次的冲突。从我的输出结果看,这段程序的5个线程造成了大约6000次的内存争用冲突。 
在实际应用中,这是不可用的。

改进程序,避免冲突

我们可以分析一下,这5个线程的冲突出现在什么地方,他们公用了demo对象,同时对demo对象的成员变量counter做递加,也就是说冲突出现在对counter递加这一步上。 
我们在这一步操作上加上synchronzied关键字,让5个线程执行到对counter++这步代码时单独运行,应该就可以解决问题了。 

修改后的run方法代码:

	public void run() { int loopTimes = 10000; while (loopTimes > 0) { synchronized (this) { counter ++; } loopTimes --; } }

我们再次运行程序会得到如下确定的输出结果:

demo's counter is 50000

这次得到的结果是符合我们的预期的,我们通过synchronized关键字解决了问题。

synchronized关键字是jvm虚拟机的关键字,在java.util.concurrent.locks命名空间中还有一个Lock接口,和Lock接口的实现类ReentrantLock(可重入锁)。 ReentrantLock可以实现和synchronized关键字相同的功能,而且更为灵活,在极端的情况下性能会更好一些。

我们看下使用可重入锁ReentrantLock解决线程同步的方法:

	private final Lock lock = new ReentrantLock(); public void run() { int loopTimes = 10000; while (loopTimes > 0) { try { lock.lock(); counter ++; } finally { lock.unlock(); } loopTimes --; } }


我们在LockDemo中添加了一个final的成员变量lock,它是一个ReentrantLock的实例。 在run方法中,在counter++这行代码两边加上了try .. finally ..语句, 
当线程执行到try块之后,首先通过lock.lock()获得锁,获得锁之后再执行counter++,最后在finally语句块中通过lock的unlock方法释放锁。 

我们可以运行修改后的代码,输出如下:

demo's counter is 50000

输出结果符合逻辑预期。

synchronized获得的内部锁存在一定的局限

1. 不能中断一个正在试图获得锁的线程 

2. 试图获得锁时不能像trylock那样设定超时时间 

3. 每个锁只有单一的条件,不像condition那样可以设置多个

synchronzied关键字和可重入锁ReentrantLock选择的最佳实践:

1. 如果synchronized关键字适合程序,尽量使用它,可以减少代码出错的几率和代码数量 
2. 如果特别需要Lock/Condition结构提供的独有特性时,才使用他们 
3. 许多情况下可以使用java.util.concurrent包中的一种机制,它会为你处理所有的加锁情况


本文转自农夫山泉别墅博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/yaowen/p/6133844.html,如需转载请自行联系原作者

相关文章
|
10月前
|
人工智能 编解码 BI
LEOPARD:腾讯AI Lab西雅图实验室推出的视觉语言模型
LEOPARD是由腾讯AI Lab西雅图实验室推出的视觉语言模型,专为处理含有大量文本的多图像任务设计。该模型通过自适应高分辨率多图像编码模块和大规模多模态指令调优数据集,在多个基准测试中表现卓越,适用于自动化文档理解、教育和学术研究、商业智能和数据分析等多个应用场景。
281 2
LEOPARD:腾讯AI Lab西雅图实验室推出的视觉语言模型
|
12月前
|
存储 搜索推荐 Oracle
什么是全文搜索引擎
什么是全文搜索引擎
|
12月前
|
网络协议 开发工具 git
hexo github部署,通过域名访问你的博客
本文介绍了如何使用Hexo命令部署博客到GitHub,并详细说明了如何通过自定义域名访问GitHub上部署的博客。
hexo github部署,通过域名访问你的博客
|
Python
Python中break详解以及用法
`break`语句在Python中用于提前结束循环。当遇到`break`时,循环立即停止,程序跳至循环体外继续执行。它适用于`for`和`while`循环,常与条件判断结合,满足特定条件即中断循环。示例展示了在不同循环中使用`break`的情况。注意,`break`只能用于循环且仅终止最内层循环,会导致循环中的`else`语句不执行。它是控制程序流程的有效工具,但需谨慎使用。
751 1
【Log4cpp】项目日志Log4cpp的简单使用
【Log4cpp】项目日志Log4cpp的简单使用
|
数据可视化
ggstatsplot绘图|统计+可视化,学术科研神器
ggstatsplot绘图|统计+可视化,学术科研神器
306 0
|
Ubuntu Shell 应用服务中间件
Docker之 - 使用镜像和仓库(二)
上一篇文章中,我们学习了包括 docker run 在内的许多对容器进行操作的基本指令,那么在本节中,我们主要探讨 Docker 镜像的一些概念,比如什么是镜像,如何对镜像进行管理,如何修改镜像,如何创建、存储、共享自己创建的镜像等,那么就开始我们的学习
259 0
Docker之 - 使用镜像和仓库(二)
|
Web App开发 JSON 前端开发
记录读卡器调用跨域问题的解决思路
1.环境不同遇到差异性问题 2.跨域问题 3.问题解决思路
884 0
记录读卡器调用跨域问题的解决思路
|
机器学习/深度学习 人工智能 前端开发
英伟达嵌入式计算平台Jetson TX2:让神经网络走进终端设备
在近日于英伟达总部举行的 Jetson TX2 Editor's Day 活动中,英伟达向人们展示了新一代 Jetson 计算平台的强大计算能力。
720 0
英伟达嵌入式计算平台Jetson TX2:让神经网络走进终端设备
|
人工智能 分布式计算 大数据
阿里开发者招聘节 | 2019阿里巴巴技术面试题集锦!参考答案已公布!
阿里巴巴资深技术专家们结合多年的工作、面试经验总结提炼而成的笔试真题这一次将陆续放出(面试题答案将在专辑分享结束后统一汇总分享)。并通过这些笔试真题开放阿里巴巴工作机会,让更多的开发者加入到阿里这个大平台。