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java 对象 互斥锁_Java多线程中的对象互斥锁
2021-02-28 07:08:13在看线程同步的问题之前,我们先看一个生活中的小例子:我拿着银行卡去ATM取钱,假如我的卡里有3000块,我要取走2000,这个时候,ATM会去银行的数据库里查询我的账户是否有2000以上的余额,如果有,就会让我取走,...1、为什么会有锁?
在看线程同步的问题之前,我们先看一个生活中的小例子:
我拿着银行卡去ATM取钱,假如我的卡里有3000块,我要取走2000,这个时候,ATM会去银行的数据库里查询我的账户是否有2000以上的余额,如果有,就会让我取走,不幸的是,这个时候,我女朋友也来银行取钱,只不过她在前台取钱,她直接取走了3000,这个时候我的卡里已经没钱了,而我也肯定也不能取出2000了。
我们可以这样想,上面例子中的我和女朋友是两个线程,我们在访问同一块资源,也就是一个账户,这个情况下,是不允许在一个线程访问的时候,另一个线程来打断的,就像我在取钱的时候,我女朋友是不能取的,不能打断我。
我们先来看一段代码:
public class TestThread01 implements Runnable{
Timer timer = new Timer();
public static void main(String[] args) {
TestThread01 t = new TestThread01();
Thread t1 = new Thread(t);
Thread t2 = new Thread(t);
t1.setName("t1");
t2.setName("t2");
t1.start();
t2.start();
}
public void run(){
timer.add(Thread.currentThread().getName());
}
}
class Timer{
private static int num = 0;
public static void add(String name){
num++;
try {
Thread.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(name +":你是第"+num+"使用timer的线程");
}
}
上面的代码我们就能看出两个线程去访问同一个资源,也就是timer的add方法,看一下运行结果:
t1:你是第2使用timer的线程
t2:你是第2使用timer的线程
结果为什么是这样呢?
我们分析一下:
t1启动,访问add方法,num++变为1,这时,t1睡眠,t2启动,t2访问add,num是1,++之后变为2,t2睡眠,t1再继续访问,打印“t1:你是第2使用timer的线程”,然后t1结束,t2继续打印“t2:你是第2使用timer的线程”。
我们这就见到了线程的打断,有的人可能会说是因为sleep了一毫秒,所以才会这样,其实不然,如果没有sleep,也有可能会被打断,也有可能会正确执行。
2、对象互斥锁的用法?
解决方法01:给可能竞争的资源对象加上互斥锁,synchronized (this),锁定当前对象。
class Timer{
private static int num = 0;
public void add(String name){
synchronized (this) {
num++;
try {
Thread.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(name +":你是第"+num+"使用timer的线程");
}
}
}
这时的执行结果:
t1:你是第1使用timer的线程
t2:你是第2使用timer的线程
解决方法02:给竞争的方法加上锁
class Timer{
private static int num = 0;
public synchronized void add(String name){
num++;
try {
Thread.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(name +":你是第"+num+"使用timer的线程");
}
}
结果也是对的。
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Java多线程中的读写互斥锁
2017-12-29 20:59:00其它读写,写写,写读都是互斥的哟。 package demo.thread; import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; public class MyService { private ReentrantReadWriteLock lock = ...只有读读是并发的,
其它读写,写写,写读都是互斥的哟。
package demo.thread; import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; public class MyService { private ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock(); public void read() { try { try { lock.readLock().lock(); System.out.println("Get read lock" + Thread.currentThread().getName() + " " + System.currentTimeMillis()); Thread.sleep(1000L); } finally { lock.readLock().unlock(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } public void write() { try { try { lock.writeLock().lock(); System.out.println("Get read lock" + Thread.currentThread().getName() + " " + System.currentTimeMillis()); Thread.sleep(1000L); } finally { lock.writeLock().unlock(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
package demo.thread; public class ThreadA extends Thread { private MyService service; public ThreadA(MyService service) { super(); this.service = service; } @Override public void run() { service.read(); } }
package demo.thread; public class ThreadB extends Thread { private MyService service; public ThreadB(MyService service) { super(); this.service = service; } @Override public void run() { service.write();; } }
package demo.thread; public class Run { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // TODO Auto-generated method stub final MyService service = new MyService(); ThreadA a = new ThreadA(service); a.setName("A"); a.start(); Thread.sleep(1000); ThreadB b = new ThreadB(service); b.setName("B"); b.start(); } }
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Java多线程中的对象互斥锁
2018-01-07 15:16:36在看线程同步的问题之前,我们先看一个生活中的小例子: 我拿着银行卡去ATM取钱,假如我的卡里有3000块,我要取走2000,这个时候,ATM会去银行的数据库里查询我的账户是否有2000以上的余额,如果有,就会让我取走,...1、为什么会有锁?
在看线程同步的问题之前,我们先看一个生活中的小例子:
我拿着银行卡去ATM取钱,假如我的卡里有3000块,我要取走2000,这个时候,ATM会去银行的数据库里查询我的账户是否有2000以上的余额,如果有,就会让我取走,不幸的是,这个时候,我女朋友也来银行取钱,只不过她在前台取钱,她直接取走了3000,这个时候我的卡里已经没钱了,而我也肯定也不能取出2000了。我们可以这样想,上面例子中的我和女朋友是两个线程,我们在访问同一块资源,也就是一个账户,这个情况下,是不允许在一个线程访问的时候,另一个线程来打断的,就像我在取钱的时候,我女朋友是不能取的,不能打断我。
我们先来看一段代码:
public class TestThread01 implements Runnable{ Timer timer = new Timer(); public static void main(String[] args) { TestThread01 t = new TestThread01(); Thread t1 = new Thread(t); Thread t2 = new Thread(t); t1.setName("t1"); t2.setName("t2"); t1.start(); t2.start(); } public void run(){ timer.add(Thread.currentThread().getName()); } } class Timer{ private static int num = 0; public static void add(String name){ num++; try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { } System.out.println(name +":你是第"+num+"使用timer的线程"); } }
上面的代码我们就能看出两个线程去访问同一个资源,也就是timer的add方法,看一下运行结果:
t1:你是第2使用timer的线程 t2:你是第2使用timer的线程
结果为什么是这样呢?
我们分析一下:
t1启动,访问add方法,num++变为1,这时,t1睡眠,t2启动,t2访问add,num是1,++之后变为2,t2睡眠,t1再继续访问,打印“t1:你是第2使用timer的线程”,然后t1结束,t2继续打印“t2:你是第2使用timer的线程”。我们这就见到了线程的打断,有的人可能会说是因为sleep了一毫秒,所以才会这样,其实不然,如果没有sleep,也有可能会被打断,也有可能会正确执行。
2、对象互斥锁的用法?
解决方法01:给可能竞争的资源对象加上互斥锁,synchronized (this),锁定当前对象。
class Timer{ private static int num = 0; public void add(String name){ synchronized (this) { num++; try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { } System.out.println(name +":你是第"+num+"使用timer的线程"); } } }
这时的执行结果:
t1:你是第1使用timer的线程 t2:你是第2使用timer的线程
解决方法02:给竞争的方法加上锁
class Timer{ private static int num = 0; public synchronized void add(String name){ num++; try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { } System.out.println(name +":你是第"+num+"使用timer的线程"); } }
结果也是对的。
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详解Java多线程编程中互斥锁ReentrantLock类的用法
2020-09-02 01:59:36Java多线程并发的程序中使用互斥锁有synchronized和ReentrantLock两种方式,这里我们来详解Java多线程编程中互斥锁ReentrantLock类的用法: -
java的互斥锁_详解Java多线程编程中互斥锁ReentrantLock类的用法
2021-02-12 13:01:580.关于互斥锁所谓互斥锁, 指的是一次最多只能有一个线程持有的锁. 在jdk1.5之前, 我们通常使用synchronized机制控制多个线程对共享资源的访问. 而现在, Lock提供了比synchronized机制更广泛的锁定操作, Lock和...0.关于互斥锁
所谓互斥锁, 指的是一次最多只能有一个线程持有的锁. 在jdk1.5之前, 我们通常使用synchronized机制控制多个线程对共享资源的访问. 而现在, Lock提供了比synchronized机制更广泛的锁定操作, Lock和synchronized机制的主要区别:
synchronized机制提供了对与每个对象相关的隐式监视器锁的访问, 并强制所有锁获取和释放均要出现在一个块结构中, 当获取了多个锁时, 它们必须以相反的顺序释放. synchronized机制对锁的释放是隐式的, 只要线程运行的代码超出了synchronized语句块范围, 锁就会被释放. 而Lock机制必须显式的调用Lock对象的unlock()方法才能释放锁, 这为获取锁和释放锁不出现在同一个块结构中, 以及以更自由的顺序释放锁提供了可能。
1. ReentrantLock介绍ReentrantLock是一个可重入的互斥锁,又被称为“独占锁”。
顾名思义,ReentrantLock锁在同一个时间点只能被一个线程锁持有;而可重入的意思是,ReentrantLock锁,可以被单个线程多次获取。
ReentrantLock分为“公平锁”和“非公平锁”。它们的区别体现在获取锁的机制上是否公平。“锁”是为了保护竞争资源,防止多个线程同时操作线程而出错,ReentrantLock在同一个时间点只能被一个线程获取(当某线程获取到“锁”时,其它线程就必须等待);ReentraantLock是通过一个FIFO的等待队列来管理获取该锁所有线程的。在“公平锁”的机制下,线程依次排队获取锁;而“非公平锁”在锁是可获取状态时,不管自己是不是在队列的开头都会获取锁。
ReentrantLock函数列表
// 创建一个 ReentrantLock ,默认是“非公平锁”。
ReentrantLock()
// 创建策略是fair的 ReentrantLock。fair为true表示是公平锁,fair为false表示是非公平锁。
ReentrantLock(boolean fair)
// 查询当前线程保持此锁的次数。
int getHoldCount()
// 返回目前拥有此锁的线程,如果此锁不被任何线程拥有,则返回 null。
protected Thread getOwner()
// 返回一个 collection,它包含可能正等待获取此锁的线程。
protected Collection getQueuedThreads()
// 返回正等待获取此锁的线程估计数。
int getQueueLength()
// 返回一个 collection,它包含可能正在等待与此锁相关给定条件的那些线程。
protected Collection getWaitingThreads(Condition condition)
// 返回等待与此锁相关的给定条件的线程估计数。
int getWaitQueueLength(Condition condition)
// 查询给定线程是否正在等待获取此锁。
boolean hasQueuedThread(Thread thread)
// 查询是否有些线程正在等待获取此锁。
boolean hasQueuedThreads()
// 查询是否有些线程正在等待与此锁有关的给定条件。
boolean hasWaiters(Condition condition)
// 如果是“公平锁”返回true,否则返回false。
boolean isFair()
// 查询当前线程是否保持此锁。
boolean isHeldByCurrentThread()
// 查询此锁是否由任意线程保持。
boolean isLocked()
// 获取锁。
void lock()
// 如果当前线程未被中断,则获取锁。
void lockInterruptibly()
// 返回用来与此 Lock 实例一起使用的 Condition 实例。
Condition newCondition()
// 仅在调用时锁未被另一个线程保持的情况下,才获取该锁。
boolean tryLock()
// 如果锁在给定等待时间内没有被另一个线程保持,且当前线程未被中断,则获取该锁。
boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit)
// 试图释放此锁。
void unlock()
2. ReentrantLock示例通过对比“示例1”和“示例2”,我们能够清晰的认识lock和unlock的作用
2.1 示例1
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
// LockTest1.java
// 仓库
class Depot {
private int size; // 仓库的实际数量
private Lock lock; // 独占锁
public Depot() {
this.size = 0;
this.lock = new ReentrantLock();
}
public void produce(int val) {
lock.lock();
try {
size += val;
System.out.printf("%s produce(%d) --> size=%d\n",
Thread.currentThread().getName(), val, size);
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void consume(int val) {
lock.lock();
try {
size -= val;
System.out.printf("%s consume(%d)
Thread.currentThread().getName(), val, size);
} finally {
lock.unlock();
}
}
};
// 生产者
class Producer {
private Depot depot;
public Producer(Depot depot) {
this.depot = depot;
}
// 消费产品:新建一个线程向仓库中生产产品。
public void produce(final int val) {
new Thread() {
public void run() {
depot.produce(val);
}
}.start();
}
}
// 消费者
class Customer {
private Depot depot;
public Customer(Depot depot) {
this.depot = depot;
}
// 消费产品:新建一个线程从仓库中消费产品。
public void consume(final int val) {
new Thread() {
public void run() {
depot.consume(val);
}
}.start();
}
}
public class LockTest1 {
public static void main(String[] args) {
Depot mDepot = new Depot();
Producer mPro = new Producer(mDepot);
Customer mCus = new Customer(mDepot);
mPro.produce(60);
mPro.produce(120);
mCus.consume(90);
mCus.consume(150);
mPro.produce(110);
}
}
运行结果:
Thread-0 produce(60) --> size=60
Thread-1 produce(120) --> size=180
Thread-3 consume(150)
Thread-2 consume(90)
Thread-4 produce(110) --> size=50
结果分析:
(1) Depot 是个仓库。通过produce()能往仓库中生产货物,通过consume()能消费仓库中的货物。通过独占锁lock实现对仓库的互斥访问:在操作(生产/消费)仓库中货品前,会先通过lock()锁住仓库,操作完之后再通过unlock()解锁。
(2) Producer是生产者类。调用Producer中的produce()函数可以新建一个线程往仓库中生产产品。
(3) Customer是消费者类。调用Customer中的consume()函数可以新建一个线程消费仓库中的产品。
(4) 在主线程main中,我们会新建1个生产者mPro,同时新建1个消费者mCus。它们分别向仓库中生产/消费产品。
根据main中的生产/消费数量,仓库最终剩余的产品应该是50。运行结果是符合我们预期的!
这个模型存在两个问题:
(1) 现实中,仓库的容量不可能为负数。但是,此模型中的仓库容量可以为负数,这与现实相矛盾!
(2) 现实中,仓库的容量是有限制的。但是,此模型中的容量确实没有限制的!
这两个问题,我们稍微会讲到如何解决。现在,先看个简单的示例2;通过对比“示例1”和“示例2”,我们能更清晰的认识lock(),unlock()的用途。
2.2 示例2
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
// LockTest2.java
// 仓库
class Depot {
private int size; // 仓库的实际数量
private Lock lock; // 独占锁
public Depot() {
this.size = 0;
this.lock = new ReentrantLock();
}
public void produce(int val) {
// lock.lock();
// try {
size += val;
System.out.printf("%s produce(%d) --> size=%d\n",
Thread.currentThread().getName(), val, size);
// } catch (InterruptedException e) {
// } finally {
// lock.unlock();
// }
}
public void consume(int val) {
// lock.lock();
// try {
size -= val;
System.out.printf("%s consume(%d)
Thread.currentThread().getName(), val, size);
// } finally {
// lock.unlock();
// }
}
};
// 生产者
class Producer {
private Depot depot;
public Producer(Depot depot) {
this.depot = depot;
}
// 消费产品:新建一个线程向仓库中生产产品。
public void produce(final int val) {
new Thread() {
public void run() {
depot.produce(val);
}
}.start();
}
}
// 消费者
class Customer {
private Depot depot;
public Customer(Depot depot) {
this.depot = depot;
}
// 消费产品:新建一个线程从仓库中消费产品。
public void consume(final int val) {
new Thread() {
public void run() {
depot.consume(val);
}
}.start();
}
}
public class LockTest2 {
public static void main(String[] args) {
Depot mDepot = new Depot();
Producer mPro = new Producer(mDepot);
Customer mCus = new Customer(mDepot);
mPro.produce(60);
mPro.produce(120);
mCus.consume(90);
mCus.consume(150);
mPro.produce(110);
}
}
(某一次)运行结果:
Thread-0 produce(60) --> size=-60
Thread-4 produce(110) --> size=50
Thread-2 consume(90)
Thread-1 produce(120) --> size=-60
Thread-3 consume(150)
结果说明:
“示例2”在“示例1”的基础上去掉了lock锁。在“示例2”中,仓库中最终剩余的产品是-60,而不是我们期望的50。原因是我们没有实现对仓库的互斥访问。
2.3 示例3在“示例3”中,我们通过Condition去解决“示例1”中的两个问题:“仓库的容量不可能为负数”以及“仓库的容量是有限制的”。
解决该问题是通过Condition。Condition是需要和Lock联合使用的:通过Condition中的await()方法,能让线程阻塞[类似于wait()];通过Condition的signal()方法,能让唤醒线程[类似于notify()]。
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
// LockTest3.java
// 仓库
class Depot {
private int capacity; // 仓库的容量
private int size; // 仓库的实际数量
private Lock lock; // 独占锁
private Condition fullCondtion; // 生产条件
private Condition emptyCondtion; // 消费条件
public Depot(int capacity) {
this.capacity = capacity;
this.size = 0;
this.lock = new ReentrantLock();
this.fullCondtion = lock.newCondition();
this.emptyCondtion = lock.newCondition();
}
public void produce(int val) {
lock.lock();
try {
// left 表示“想要生产的数量”(有可能生产量太多,需多此生产)
int left = val;
while (left > 0) {
// 库存已满时,等待“消费者”消费产品。
while (size >= capacity)
fullCondtion.await();
// 获取“实际生产的数量”(即库存中新增的数量)
// 如果“库存”+“想要生产的数量”>“总的容量”,则“实际增量”=“总的容量”-“当前容量”。(此时填满仓库)
// 否则“实际增量”=“想要生产的数量”
int inc = (size+left)>capacity ? (capacity-size) : left;
size += inc;
left -= inc;
System.out.printf("%s produce(%3d) --> left=%3d, inc=%3d, size=%3d\n",
Thread.currentThread().getName(), val, left, inc, size);
// 通知“消费者”可以消费了。
emptyCondtion.signal();
}
} catch (InterruptedException e) {
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void consume(int val) {
lock.lock();
try {
// left 表示“客户要消费数量”(有可能消费量太大,库存不够,需多此消费)
int left = val;
while (left > 0) {
// 库存为0时,等待“生产者”生产产品。
while (size <= 0)
emptyCondtion.await();
// 获取“实际消费的数量”(即库存中实际减少的数量)
// 如果“库存”
// 否则,“实际消费量”=“客户要消费的数量”。
int dec = (size
size -= dec;
left -= dec;
System.out.printf("%s consume(%3d)
Thread.currentThread().getName(), val, left, dec, size);
fullCondtion.signal();
}
} catch (InterruptedException e) {
} finally {
lock.unlock();
}
}
public String toString() {
return "capacity:"+capacity+", actual size:"+size;
}
};
// 生产者
class Producer {
private Depot depot;
public Producer(Depot depot) {
this.depot = depot;
}
// 消费产品:新建一个线程向仓库中生产产品。
public void produce(final int val) {
new Thread() {
public void run() {
depot.produce(val);
}
}.start();
}
}
// 消费者
class Customer {
private Depot depot;
public Customer(Depot depot) {
this.depot = depot;
}
// 消费产品:新建一个线程从仓库中消费产品。
public void consume(final int val) {
new Thread() {
public void run() {
depot.consume(val);
}
}.start();
}
}
public class LockTest3 {
public static void main(String[] args) {
Depot mDepot = new Depot(100);
Producer mPro = new Producer(mDepot);
Customer mCus = new Customer(mDepot);
mPro.produce(60);
mPro.produce(120);
mCus.consume(90);
mCus.consume(150);
mPro.produce(110);
}
}
(某一次)运行结果:
Thread-0 produce( 60) --> left= 0, inc= 60, size= 60
Thread-1 produce(120) --> left= 80, inc= 40, size=100
Thread-2 consume( 90)
Thread-3 consume(150)
Thread-4 produce(110) --> left= 10, inc=100, size=100
Thread-3 consume(150)
Thread-4 produce(110) --> left= 0, inc= 10, size= 10
Thread-3 consume(150)
Thread-1 produce(120) --> left= 0, inc= 80, size= 80
Thread-3 consume(150)
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2021-03-15 16:44:40线程同步是并行编程中非常重要的通讯手段,其中最典型的应用就是用Pthreads提供的锁机制(lock)来对多个线程之间的共享临界区(Critical Section)进行保护(另一种常用的同步机制是barrier)。Pthreads提供了多种锁机制... -
java中的互斥锁,信号量和多线程等待机制
2016-12-11 23:23:50互斥锁和信号量都是操作系统中为并发编程设计基本概念,互斥锁和...互斥锁在java中的实现就是 ReetranLock , 在访问一个同步资源时,它的对象需要通过方法 tryLock() 获得这个锁,如果失败,返回 false,成功返回tru -
java线程如何实现互斥锁_Linux C 编程——多线程和互斥锁mutex
2021-03-21 08:16:06多线程线程是计算机中独立运行的最小单位,运行时占用很少的系统资源。与多进程相比,多进程具有多进程不具备的一些优点,其最重要的是:对于多线程来说,其能够比多进程更加节省资源。1、线程创建在Linux中,新建的... -
java互斥锁 全局变量_多线程:利用互斥锁来处理全局变量的互斥问题 | 学步园...
2021-03-18 00:43:06多个线程会共享一些进程的静态数据段的资源,比如在主线程中定义的全局变量。肯定其他线程也能访问的。在Unix, Linux平台下,我们利用互斥锁来处理全局变量的互斥问题。考查互斥锁变量,利用互斥锁变量专门关联一个... -
QMutex 多线程中的互斥锁
2017-03-10 15:07:10QMutex的目的就是为了保护一个对象,数据结构或者一部分的代码在某个时期只能被唯一的一个线程访问(这点有点类似于Java的同步关键字)。它通常和QMutexLocker一起使用,因为这会让锁定和解锁表现的一致。 例如这样...