java中实现同步的两种方式:syschronized和lock的区别和联系

我就是我 2022-05-22 01:24 110阅读 0赞

转载自 http://www.cnblogs.com/xiohao/p/4151408.html

Lock是[java.util.concurrent.locks][]包下的接口，Lock 实现提供了比使用synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作，它能以更优雅的方式处理线程同步问题，我们拿[Java线程(二)][Java]中的一个例子简单的实现一下和sychronized一样的效果，代码如下：

**\[java\]**  [view plain][java.util.concurrent.locks] [copy][java.util.concurrent.locks] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  **public class LockTest \{  **
2.      **public static void main(String\[\] args) \{  **
3.          **final Outputter1 output = new Outputter1();  **
4.          **new Thread() \{  **
5.              **public void run() \{  **
6.                  output.output("zhangsan");  
7.              \};  
8.          \}.start();        
9.          **new Thread() \{  **
10.             **public void run() \{  **
11.                 output.output("lisi");  
12.             \};  
13.         \}.start();  
14.     \}  
15. \}  
16. **class Outputter1 \{  **
17.     **private Lock lock = new ReentrantLock();// 锁对象  **
18.     **public void output(String name) \{  **
19.         // TODO 线程输出方法  
20.         lock.lock();// 得到锁  
21.         **try \{  **
22.             **for(int i = 0; i < name.length(); i++) \{  **
23.                 System.out.print(name.charAt(i));  
24.             \}  
25.         \} **finally \{  **
26.             lock.unlock();// 释放锁  
27.         \}  
28.     \}  
29. \}

这样就实现了和sychronized一样的同步效果，需要注意的是，用sychronized修饰的方法或者语句块在代码执行完之后锁自动释放，而用Lock需要我们手动释放锁，所以为了保证锁最终被释放(发生异常情况)，要把互斥区放在try内，释放锁放在finally内。

如果说这就是Lock，那么它不能成为同步问题更完美的处理方式，下面要介绍的是读写锁(ReadWriteLock)，我们会有一种需求，在对数据进行读写的时候，为了保证数据的一致性和完整性，需要读和写是互斥的，写和写是互斥的，但是读和读是不需要互斥的，这样读和读不互斥性能更高些，来看一下不考虑互斥情况的代码原型：

**\[java\]**  [view plain][java.util.concurrent.locks] [copy][java.util.concurrent.locks] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  **public class ReadWriteLockTest \{  **
2.      **public static void main(String\[\] args) \{  **
3.          **final Data data = new Data();  **
4.          **for (int i = 0; i < 3; i++) \{  **
5.              **new Thread(new Runnable() \{  **
6.                  **public void run() \{  **
7.                      **for (int j = 0; j < 5; j++) \{  **
8.                          data.set(**new Random().nextInt(30));  **
9.                      \}  
10.                 \}  
11.             \}).start();  
12.         \}         
13.         **for (int i = 0; i < 3; i++) \{  **
14.             **new Thread(new Runnable() \{  **
15.                 **public void run() \{  **
16.                     **for (int j = 0; j < 5; j++) \{  **
17.                         data.get();  
18.                     \}  
19.                 \}  
20.             \}).start();  
21.         \}  
22.     \}  
23. \}  
24. **class Data \{      **
25.     **private int data;// 共享数据      **
26.     **public void set(int data) \{  **
27.         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备写入数据");  
28.         **try \{  **
29.             Thread.sleep(20);  
30.         \} **catch (InterruptedException e) \{  **
31.             e.printStackTrace();  
32.         \}  
33.         **this.data = data;  **
34.         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入" + **this.data);  **
35.     \}     
36.     **public void get() \{  **
37.         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备读取数据");  
38.         **try \{  **
39.             Thread.sleep(20);  
40.         \} **catch (InterruptedException e) \{  **
41.             e.printStackTrace();  
42.         \}  
43.         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取" + **this.data);  **
44.     \}  
45. \}

部分输出结果：

**\[java\]**  [view plain][java.util.concurrent.locks] [copy][java.util.concurrent.locks] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  Thread-1准备写入数据  
2.  Thread-3准备读取数据  
3.  Thread-2准备写入数据  
4.  Thread-0准备写入数据  
5.  Thread-4准备读取数据  
6.  Thread-5准备读取数据  
7.  Thread-2写入12  
8.  Thread-4读取12  
9.  Thread-5读取5  
10. Thread-1写入12

我们要实现写入和写入互斥，读取和写入互斥，读取和读取互斥，在set和get方法加入sychronized修饰符：

**\[java\]**  [view plain][java.util.concurrent.locks] [copy][java.util.concurrent.locks] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  **public synchronized void set(int data) \{...\}      **
2.  **public synchronized void get() \{...\}  **

部分输出结果：

**\[java\]**  [view plain][java.util.concurrent.locks] [copy][java.util.concurrent.locks] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  Thread-0准备写入数据  
2.  Thread-0写入9  
3.  Thread-5准备读取数据  
4.  Thread-5读取9  
5.  Thread-5准备读取数据  
6.  Thread-5读取9  
7.  Thread-5准备读取数据  
8.  Thread-5读取9  
9.  Thread-5准备读取数据  
10. Thread-5读取9

我们发现，虽然写入和写入互斥了，读取和写入也互斥了，但是读取和读取之间也互斥了，不能并发执行，效率较低，用读写锁实现代码如下：

**\[java\]**  [view plain][java.util.concurrent.locks] [copy][java.util.concurrent.locks] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  **class Data \{      **
2.      **private int data;// 共享数据  **
3.      **private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();     **
4.      **public void set(int data) \{  **
5.          rwl.writeLock().lock();// 取到写锁  
6.          **try \{  **
7.              System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备写入数据");  
8.              **try \{  **
9.                  Thread.sleep(20);  
10.             \} **catch (InterruptedException e) \{  **
11.                 e.printStackTrace();  
12.             \}  
13.             **this.data = data;  **
14.             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入" + **this.data);  **
15.         \} **finally \{  **
16.             rwl.writeLock().unlock();// 释放写锁  
17.         \}  
18.     \}     
19.     **public void get() \{  **
20.         rwl.readLock().lock();// 取到读锁  
21.         **try \{  **
22.             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备读取数据");  
23.             **try \{  **
24.                 Thread.sleep(20);  
25.             \} **catch (InterruptedException e) \{  **
26.                 e.printStackTrace();  
27.             \}  
28.             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取" + **this.data);  **
29.         \} **finally \{  **
30.             rwl.readLock().unlock();// 释放读锁  
31.         \}  
32.     \}  
33. \}

部分输出结果：

**\[java\]**  [view plain][java.util.concurrent.locks] [copy][java.util.concurrent.locks] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  Thread-4准备读取数据  
2.  Thread-3准备读取数据  
3.  Thread-5准备读取数据  
4.  Thread-5读取18  
5.  Thread-4读取18  
6.  Thread-3读取18  
7.  Thread-2准备写入数据  
8.  Thread-2写入6  
9.  Thread-2准备写入数据  
10. Thread-2写入10  
11. Thread-1准备写入数据  
12. Thread-1写入22  
13. Thread-5准备读取数据

从结果可以看出实现了我们的需求，这只是锁的基本用法，锁的机制还需要继续深入学习。

本文来自：[高爽|Coder][Coder]，原文地址：[http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/7461369][http_blog.csdn.net_ghsau_article_details_7461369]，转载请注明。

在java中有两种方式实现原子性操作（即同步操作）：  
1）使用同步关键字synchronized  
2）使用lock锁机制其中也包括相应的读写锁

package com.xiaohao.test;

import java.util.Random;  
import java.util.concurrent.locks.Lock;  
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;  
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;  
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class Test \{  
public static void main(String\[\] args) \{  
final LockTest lock=new LockTest();   
//输出张三   
new Thread()\{  
public void run()\{  
lock.test("张三张三张三张三张三张三张三张三张三张三");  
\}   
\}.start();  
  
//输出李四  
new Thread()\{  
public void run()\{  
lock.test("李四李四李四李四李四李四李四李四李四李四");System.out.println   
("\\n---------------------------------------------------------------");  
\}  
\}.start();  
  
  
//---------------------------------------------------------------  
//模拟写入数据的  
for (int i = 0; i < 3; i++) \{   
new Thread()\{   
public void run() \{   
for (int j = 0; j < 5; j++) \{   
// lock.set(new Random().nextInt(30));   
lock.set2(new Random().nextInt(30));

\}   
\}   
\}.start();  
  
\}  
//模拟读取数据的  
for (int i = 0; i < 3; i++) \{   
new Thread()\{   
public void run() \{   
for (int j = 0; j < 5; j++) \{   
// lock.get();   
lock.get2();   
\}   
\}   
\}.start();  
\}  
  
  
\}  
\}

class LockTest\{  
private Lock lock=new ReentrantLock(); //创建普通的锁  
private ReadWriteLock readWriteLock=new ReentrantReadWriteLock();//创建读写锁  
private int data;// 共享数据   
  
  
//实现同步的方法一 使用同步关键字 synchronized  
public synchronized void test(String name)\{  
//下面的相关操作是一个原子性的操作  
// lock.lock();// 得到锁   
try \{   
for(int i = 0; i < name.length(); i++) \{   
System.out.print(name.charAt(i));   
\}   
\} finally \{   
// lock.unlock();// 释放锁   
\}   
\}  
  
  
  
  
//实现同步的方法二 使用lock锁机制  
public void test2(String name)\{  
//下面的相关操作是一个原子性的操作  
lock.lock();// 得到锁   
try \{   
for(int i = 0; i < name.length(); i++) \{   
System.out.print(name.charAt(i));   
\}   
\} finally \{   
lock.unlock();// 释放锁   
\}   
\}  
  
  
//使用set方法模拟写入数据   
//使用 synchronized 实现了读读，写写，读写之间的互斥 ，但读读之间的互斥是没有什么必要的  
public synchronized void set(int data)\{  
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备写入数据");   
try \{   
Thread.sleep(20);   
\} catch (InterruptedException e) \{   
e.printStackTrace();   
\}   
this.data = data;   
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入" + this.data);   
\}  
  
//使用get方法模拟读取数据  
//使用 synchronized 实现了读读，写写，读写之间的互斥 ，但读读之间的互斥是没有什么必要的  
public synchronized void get() \{   
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备读取数据");   
try \{   
Thread.sleep(20);   
\} catch (InterruptedException e) \{   
e.printStackTrace();   
\}   
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取" + this.data);   
\}   
  
  
//使用set方法模拟写入数据   
//使用 读写锁实现了写写，读写之间的互斥 ，但读读之间的互斥是没有什么必要的  
public void set2(int data)\{  
readWriteLock.writeLock().lock();//获取写入锁  
try\{  
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备写入数据");   
try \{   
Thread.sleep(20);   
\} catch (InterruptedException e) \{   
e.printStackTrace();   
\}   
this.data = data;   
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入" + this.data);   
\}  
finally\{  
readWriteLock.writeLock().unlock();  
\}  
\}  
  
  
//使用get方法模拟读取数据  
//使用 读写锁实现了写写，读写之间的互斥 ，但读读之间的互斥是没有什么必要的  
public void get2() \{   
//获取相应的读锁  
readWriteLock.readLock().lock();  
try\{  
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备读取数据");   
try \{   
Thread.sleep(20);   
\} catch (InterruptedException e) \{   
e.printStackTrace();   
\}   
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取" + this.data);   
\}  
finally\{  
// 释放相应的写锁  
readWriteLock.readLock().unlock();  
\}  
\}   
  
\}

线程同步经典版：

package com.xiaohao.test;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class Test2\{

public static void main(String\[\] args)\{

final LockTest2 lockTest=new LockTest2();

for(int i=0;i<3;i++)   \{

new Thread()\{

public void run()\{

try \{

for (int j = 0; j < 3; j++) \{

lockTest.setValue();

\}    \} catch (InterruptedException e) \{

// TODO Auto-generated catch block     e.printStackTrace();

\}.start();

for(int i=0;i<3;i++)   \{

new Thread()\{

public void run()\{

try \{

for (int j = 0; j < 3; j++) \{

lockTest.getValue();

\} catch (InterruptedException e)

\{     // TODO Auto-generated catch block     e.printStackTrace();    \}

\}.start();

class  LockTest2 \{

int data=0;

ReentrantReadWriteLock lock= new ReentrantReadWriteLock();// 锁对象

public void setValue() throws InterruptedException\{

lock.writeLock().lock();

System.out.println("正在使用写锁......");

data=(int) (Math.random()\*10);

System.out.println("正在写入："+data);

Thread.sleep(500);

System.out.println("写锁调用完毕---------------------------");

lock.writeLock().unlock();  \}

public void getValue() throws InterruptedException\{

lock.readLock().lock();

System.out.println("正在使用读锁...........................................");

System.out.println("正在读入："+data);    Thread.sleep(500);

System.out.println("读锁调用完毕......");

lock.readLock().unlock();

\*\*\*\* 当一个线程进入了一个对象是的synchronized方法，那么其它线程还能掉否调用此对象的其它方法？

这个问题需要分几种情况进行讨论。

1）查看其它方法是否使用了同步关键字(synchronized)修饰，如果没有的话就可以调用相关的方法。

2）在当前synchronized方法中是否调用了wait方法，如果调用了，则对应的锁已经释放，可以访问了。

3）如果其它方法也使用synchronized修饰，并且当前同步方法中没有调用wait方法的话，这样是不允许访问的。

4）如果其它方法是静态方法的话，由于静态方法和对象是扯不上什么关系，对于静态同步方法而言，其对应的同步监视器为当前类的字节码

所以肯定可以访问的了。

[java.util.concurrent.locks]: http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/7461369/
[Java]: http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/7424694
[CODE]: https://code.csdn.net/assets/CODE_ico.png
[CODE_CODE]: https://code.csdn.net/snippets/126830
[ico_fork.svg]: https://code.csdn.net/assets/ico_fork.svg
[ico_fork.svg 1]: https://code.csdn.net/snippets/126830/fork
[Coder]: http://blog.csdn.net/ghsau
[http_blog.csdn.net_ghsau_article_details_7461369]: http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/7461369