并发编程原子操作 AQS 思想之Lock锁的标准使用（十二）

喜欢ヅ旅行 2022-12-28 00:50 175阅读 0赞

今天我们分析并发编程原子操作 AQS 思想之Lock 的标准使用

**一、显式锁和**  **AQS：**

**1、显式锁**

有了  synchronized  为什么还要  Lock ？ Java 程序是靠  synchronized  关键字实现锁功能的，使用  synchronized  关键字；将会隐式地获取锁，但是它将锁的获取和释放固化了，也就是先获取再释放。

![20201212223333631.png][]

**Lock**  **的标准用法：**

![20201212223347630.png][]

代码示例：

public class LockCase {
    	private Lock lock = new ReentrantLock();
    	private int age = 100000;//初始100000
        private static class TestThread extends Thread{
        	
        	private LockCase lockCase;
        	
        	public TestThread(LockCase lockCase, String name) {
        		super(name);
        		this.lockCase = lockCase;
    		}
        	
        	@Override
    	    public void run() {
        		for(int i=0;i<100000;i++) {//递增100000
        			lockCase.test();
        		}
    			System.out.println(Thread.currentThread().getName()
    					+" 递增后age =  "+lockCase.getAge());
    	    }
        }
        
    	public void test() {
    		lock.lock();
    		try{
    			age++;
    		}finally {
    			lock.unlock();
    		}
    	}
    	
    	public void test2() {
    		lock.lock();
            try {
            	age--;
            } finally {
                lock.unlock();
            }
    	}
    	
    	public int getAge() {
    		return age;
    	}
    
    	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    		LockCase lockCase = new LockCase();
    		Thread endThread = new TestThread(lockCase,"endThread");
    		endThread.start();
    		Thread.sleep(1000);
    		for(int i=0;i<100000;i++) {//递减100000
    			lockCase.test2();
    		}
    		System.out.println(Thread.currentThread().getName()
    				+" 递减后mainAge =  "+lockCase.getAge());
    	}
    }

执行结果：

![20201213142736253.png][]

在  finally  块中释放锁，目的是保证在获取到锁之后，最终能够被释放。 不要将获取锁的过程写在 try  块中，因为如果在获取锁（自定义锁的实现）。时发生了异常，异常抛出的同时，也会导致锁无故释放。

**Lock**  **的常用**  **API：**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25hbmRhbzE1OA_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

代码展示：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25hbmRhbzE1OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

**2、ReentrantLock**

***锁的可重入***

**简单地讲** 就是：“同一个线程对于已经获得到的锁，可以多次继续申请到该 锁的使用权”。而 synchronized  关键字隐式的支持重进入，比如一个  synchronized 修饰的递归方法，在方法执行时，执行线程在获取了锁之后仍能连续多次地获得 该锁。ReentrantLock  在调用  lock() 方法时，已经获取到锁的线程，能够再次调用 lock()方法获取锁而不被阻塞。

***公平和非公平锁***

如果在时间上，先对锁进行获取的请求一定先被满足，那么这个锁是公平的， 反之，是不公平的。公平的获取锁，也就是等待时间最长的线程最优先获取锁， 也可以说锁获取是顺序的。 ReentrantLock  提供了一个构造函数，能够控制锁是 否是公平的。事实上，公平的锁机制往往没有非公平的效率高。 在激烈竞争的情况下, 非公平锁的性能高于公平锁的性能的一个原因是 : 在恢 复一个被挂起的线程与该线程真正开始运行之间存在着严重的延迟。假设线程 A 持有一个锁, 并且线程  B  请求这个锁。由于这个锁已被线程  A  持有 , 因此  B  将被挂 起。当 A  释放锁时 ,B  将被唤醒 , 因此会再次尝试获取锁。与此同时 , 如果  C  也请求 这个锁, 那么  C  很可能会在  B  被完全唤醒之前获得、使用以及释放这个锁。这样 的情况是一种“双赢”的局面:B  获得锁的时刻并没有推迟 ,C  更早地获得了锁 , 并 且吞吐量也获得了提高。代码示例如上：

**3、读写锁**  **ReentrantReadWriteLock**

之前提到锁（如  Mutex  和  ReentrantLock ）基本都是排他锁，这些锁在同一 时刻只允许一个线程进行访问，而读写锁在同一时刻可以允许多个读线程访问， 但是在写线程访问时，所有的读线程和其他写线程均被阻塞。读写锁维护了一对 锁，一个读锁和一个写锁，通过分离读锁和写锁，使得并发性相比一般的排他锁 有了很大提升。 除了保证写操作对读操作的可见性以及并发性的提升之外，读写锁能够简化 读写交互场景的编程方式。假设在程序中定义一个共享的用作缓存数据结构，它 大部分时间提供读服务（例如查询和搜索），而写操作占有的时间很少，但是写 操作完成之后的更新需要对后续的读服务可见。 在没有读写锁支持的（Java 5  之前）时候，如果需要完成上述工作就要使用 Java 的等待通知机制，就是当写操作开始时，所有晚于写操作的读操作均会进入 等待状态，只有写操作完成并进行通知之后，所有等待的读操作才能继续执行（写

操作之间依靠  synchronized  关键进行同步），这样做的目的是使读操作能读取到 正确的数据，不会出现脏读。改用读写锁实现上述功能，只需要在读操作时获取 读锁，操作时获取写锁即可。当写锁被获取到时，后续（非当前写操作线程） 的读写操作都会被阻塞，写锁释放之后，所有操作继续执行，编程方式相对于使 用等待通知机制的实现方式而言，变得简单明了。一般情况下，读写锁的性能都会比排它锁好，因为大多数场景读是多于写的。在读多于写的情况下，读写锁能够提供比排它锁更好的并发性和吞吐量 ReentrantReadWriteLock 其实实现的是  ReadWriteLock  接口

示例代码：

public class UseRwLock {
    
        private final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();//定义一个读写锁
        private final Lock getLock = lock.readLock();//读锁
        private final Lock setLock = lock.writeLock();//写锁
    
      //读操作
        public GoodsInfo getNum() {
            getLock.lock();
            try{
                SleepTools.ms(5);
                return null;
            }finally {
                getLock.unlock();
            }
        }
    
       //写操作
        public void setNum(int number) {
            setLock.lock();
            try{
                SleepTools.ms(5);
                 //XXX
            }finally {
                setLock.unlock();
            }
        }
    }

执行性能：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25hbmRhbzE1OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

如果用内置锁：

public synchronized GoodsInfo getNum() {
    		 //XXXX
    	}
    
    	 
    	public synchronized void setNum(int number) {
    		  //XXXX
    	}

执行效率：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25hbmRhbzE1OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

基本分析到此完成。

[20201212223333631.png]: /images/20221120/89fb1b03a6df408081abf6309c608a9d.png
[20201212223347630.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201212223347630.png
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