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  • 独占锁共享锁

    千次阅读 2019-08-09 19:38:11
    独占锁和共享锁同样是一种概念。我们先介绍一下具体的概念,然后通过ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock的源码来介绍独占锁和共享锁。 概念引入 独占锁概念 独占锁也叫排他锁,是指该锁一次只能被一个线程所持有...

    前言

    独占锁和共享锁同样是一种概念。我们先介绍一下具体的概念,然后通过 ReentrantLock 和 ReentrantReadWriteLock 的源码来介绍独占锁和共享锁。

    概念引入

    独占锁概念

    独占锁也叫排他锁,是指该锁一次只能被一个线程所持有。如果线程T对数据A加上排他锁后,则其他线程不能再对A加任何类型的锁。获得排它锁的线程即能读数据又能修改数据。JDK中的synchronized和 JUC中Lock的实现类就是互斥锁。

    共享锁概念

    共享锁是指该锁可被多个线程所持有。如果线程T对数据A加上共享锁后,则其他线程只能对A再加共享锁,不能加排它锁。获得共享锁的线程只能读数据,不能修改数据。 独享锁与共享锁也是通过AQS来实现的,通过实现不同的方法,来实现独享或者共享。

    源码分析

    ReentrantReadWriteLock源码

    在这里插入图片描述
    我们看到 ReentrantReadWriteLock 有两把锁:ReadLock和WriteLock,见名知意,一个读锁一个写锁, 合称“读写锁”。
    再进一步观察可以发现 ReadLock 和 WriteLock 是靠内部类 Sync 实现的锁。
    Sync 是 AQS 的一个子类,这种结构在 CountDownLatch 、ReentrantLock 、Semaphore 里面也都存在。
    在ReentrantReadWriteLock 里面,读锁和写锁的锁主体都是 Sync ,但读锁和写锁的加锁方式不一样。
    读锁是共享锁,写锁是独占锁。读锁的共享锁可保证并发读非常高效,而读写、写读、写写的过程互斥,因为读锁和写锁是分离的。所以ReentrantReadWriteLock的并发性相比一般的互斥锁有了很大提升。

    读锁和写锁的具体加锁方式有什么区别

    在了解源码之前我们需要回顾一下其他知识。 在最开始提及 AQS 的时候我们也提到了state字段(int类型,32位),该字段用来描述有多少线程获持有锁。 在独享锁中这个值通常是0或者1(如果是重入锁的话state值就是重入的次数),在共享锁中state就是持有锁的数量。但是在 ReentrantReadWriteLock 中有读、写两把锁,所以需要在一个整型变量state上分别描述读锁和写锁的数量(或者也可以叫状态)。于是将state变量“按位切割”切分成了两个部分,高16位 表示读锁状态(读锁个数),低16位表示写锁状态(写锁个数)。如下图所示:
    在这里插入图片描述

    protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
    	Thread current = Thread.currentThread();
    	int c = getState(); // 取到当前锁的个数
    	int w = exclusiveCount(c); // 取写锁的个数w
    	if (c != 0) { // 如果已经有线程持有了锁(c!=0)
    		// (Note: if c != 0 and w == 0 then shared count != 0)
    		if (w == 0 || current != getExclusiveOwnerThread()) // 如果写线程数(w)为0(换言之存在读锁) 或者持有锁的线程	不是当前线 程就返回失败
    				return false;
    		if (w + exclusiveCount(acquires) > MAX_COUNT) // 如果写入锁的数量大于最大数(65535,2的16次方-1)就抛出一个Error。
    		throw new Error("Maximum lock count exceeded");
    // Reentrant acquire
    		 setState(c + acquires);
    		return true;
     }
    if (writerShouldBlock() || !compareAndSetState(c, c + acquires)) // 如果当且写线程数为0,并且当前线程需要阻塞那么就返回失败;或者如果通过CAS增加写线程数失败也返回失败。
    		return false;
    	setExclusiveOwnerThread(current); // 如果c=0,w=0或者c>0,w>0(重入),则设置当前线程或锁的拥有者
    	return true; 
    }
    
    • 这段代码首先取到当前锁的个数c,然后再通过c来获取写锁的个数w。因为写锁是低16位,所以取低16位的最大值与当前的c做与运算( int w = exclusiveCount©; ),高16位和0与运算后是0,剩下的就是低位运算的值,同时也是持 有写锁的线程数目。
    • 在取到写锁线程的数目后,首先判断是否已经有线程持有了锁。如果已经有线程持有了锁(c!=0),则查看当前写锁线程的数目,如果写线程数为0(即此时存在读锁)或者持有锁的线程不是当前线程就返回失败。
    • 如果写入锁的数量大于最大数(65535,2的16次方-1)就抛出一个Error。
    • 如果当且写线程数为0(那么读线程也应该为0,因为上面已经处理c!=0的情况),并且当前线程需要阻塞那么就返 回失败;如果通过CAS增加写线程数失败也返回失败。
    • 如果c=0,w=0或者c>0,w>0(重入),则设置当前线程或锁的拥有者,返回成功!

    tryAcquire()除了重入条件(当前线程为获取了写锁的线程)之外,增加了一个读锁是否存在的判断。
    如果存在读锁,则写锁不能被获取,原因在于:
    必须确保写锁的操作对读锁可见,如果允许读锁在已被获取 的情况下对写锁的获取,那么正在运行的其他读线程就无法感知到当前写线程的操作。
    因此,只有等待其他读线程都释放了读锁,写锁才能被当前线程获取,而写锁一旦被获取,则其他读写线程的后续访问均被阻塞。写锁的释放与 ReentrantLock 的释放过程基本类似,每次释放均减少写状态,当写状态为0时表示写锁已被释放,然后等待的读写线程才能够继续访问读写锁,同时前次写线程的修改对 后续的读写线程可见。 接着是读锁的代码:

    protected final int tryAcquireShared(int unused) {
     	Thread current = Thread.currentThread();
    	int c = getState();
    	if (exclusiveCount(c) != 0 &&getExclusiveOwnerThread() != current)
    		return -1; // 如果其他线程已经获取了写锁,则当前线程获取读锁失败,进入等待状态
    	int r = sharedCount(c);
    	if (!readerShouldBlock() &&r < MAX_COUNT &&compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT)) {
    		if (r == 0) {
     			firstReader = current;
     			firstReaderHoldCount = 1;
     		} else if (firstReader == current) {
     			firstReaderHoldCount++;
     		} else {
     			HoldCounter rh = cachedHoldCounter;
    			if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current))
     				cachedHoldCounter = rh = readHolds.get();
    			else if (rh.count == 0)
     				readHolds.set(rh);
     				rh.count++;
     		}
    		return 1;
     	}
    	return fullTryAcquireShared(current);
    }
    

    可以看到在 tryAcquireShared(int unused) 方法中,如果其他线程已经获取了写锁,则当前线程获取读锁 失败,进入等待状态。如果当前线程获取了写锁或者写锁未被获取,则当前线程(线程安全,依靠CAS保证)增加读状态,成功获取读锁。读锁的每次释放(线程安全的,可能有多个读线程同时释放读锁)均减少读状态,减少的值是“1<<16”。所以读写锁才能实现读读的过程共享,而读写、写读、写写的过程互斥。

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  • 独占锁和共享锁

    2017-07-28 14:16:00
    独占锁 lock.lock() 首先会去尝试获取锁,如果成功,锁状态(state)+1;如果失败,会加入AQS队列中等待锁释放后被唤醒 lock.unlock() 释放锁,...公平锁和非公平锁的区别在于,公平锁永远是AQS队列中的第一个线...

    独占锁

    lock.lock() 首先会去尝试获取锁,如果成功,锁状态(state)+1;如果失败,会加入AQS队列中等待锁释放后被唤醒

    lock.unlock() 释放锁,由于是重入锁,所以要判断锁状态(state)是否为0(没有任何线程持有锁),为0则会唤醒AQS队列中最前面的还在等待锁的线程,等待cpu来调用线程并获取锁

    公平锁和非公平锁的区别在于,公平锁永远是AQS队列中的第一个线程获取锁,而非公平锁由于cpu随机调用线程的原因,可能会直接获取锁而不用进入AQS队列。

    ReentrantReadWriteLock 可以控制并发读不阻塞,提高效率

    rwl.writeLock();  写锁,排他锁

    rwl.readLock();   读锁,共享锁,多个读操作可同时进行

    线程进入读锁的前提条件:
    1.没有其他线程的写锁,
    2.没有写请求或者有写请求但调用线程和持有锁的线程是同一个
    线程进入写锁的前提条件:
    1.没有其他线程的读锁
    2.没有其他线程的写锁

    锁是针对这个类的所有方法

     

    共享锁

    CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);
    countDownLatch.await();
    countDownLatch.countDown()  //执行3次本行代码,await的所有线程会被唤醒

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/jerryshi1988/articles/7249953.html

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  • 一、公平与非公平1.1 概述公平:是指多个线程按照申请的顺序来获取。非公平:是指在多线程获取的顺序并不是按照申请的顺序,有可能后...1.2 区别公平:Threads acquire a fair lock in the order ...

    一、公平锁与非公平锁

    1.1 概述

    公平锁:是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁。

    非公平锁:是指在多线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序,有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取到锁,在高并发的情况下,有可能造成优先级反转或者饥饿现象。饥饿现象就是低优先级的线程可能一直拿不到锁,而一直处于等待状态。

    1.2 区别

    公平锁:Threads acquire a fair lock in the order in which they requested it.

    公平锁,就是很公平,在并发环境中,每个线程在获取锁时会先查看此锁维护的等待队列,如果为空,或者当前线程是等待队列的第一个,就占有锁,否则就会加入到等待队列中,以后会按照 FIFO 的规则从队列中取到自己。

    非公平锁:a nonfair lock permits barging: threads requesting a lock can jump ahead of the queue of waiting threads if the lock

    happens to be available when it is requested.

    非公平锁比较粗鲁,上来就直接尝试占有锁,如果尝试失败,就再采用类似公平锁那种方式。而且,非公平锁比公平锁的吞吐量大。

    1.3 Java 中的一些公平锁和非公平锁

    1. java 中的 ReentrantLock,默认是非公平锁,当参数 fair 为 true 时,就是公平锁。

    1 /**

    2 * Creates an instance of {@code ReentrantLock}.

    3 * This is equivalent to using {@code ReentrantLock(false)}.

    4 */

    5 public ReentrantLock() {

    6 sync = new NonfairSync();

    7 }

    8

    9 /**

    10 * Creates an instance of {@code ReentrantLock} with the

    11 * given fairness policy.

    12 *

    13 * @param fair {@code true} if this lock should use a fair ordering policy

    14 */

    15 public ReentrantLock(boolean fair) {

    16 sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();

    17 }

    2. synchronized 也是一种非公平锁。

    二、可重入锁与不可重入锁

    2.1 概述

    可重入锁(也叫做递归锁):

    指的是同一线程外层函数获得锁之后,内层递归函数仍然能获取该锁的代码,在同一个线程在外层方法获取锁的时候,在进入内层方法会自动获取锁,也就是说,线程可以进入任何一个它已经拥有的锁所同步着的代码块。可重入锁最大的作用就是避免死锁。

    不可重入锁,即若当前线程执行某个方法已经获取了该锁,那么在方法中尝试再次获取锁时,就会获取不到被阻塞。

    2.2 java 中的可重入锁

    2.2.1 synchronized 锁

    1 class Phone {

    2 public synchronized void sendSMS() {

    3 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "send SMS...");

    4 sendEmail();

    5 }

    6

    7 public synchronized void sendEmail() {

    8 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "send email...");

    9 }

    10 }

    11

    12 public class ReentrantLockDemo {

    13

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

    15 Phone phone = new Phone();

    16

    17 new Thread(() -> {

    18 phone.sendSMS();

    19 }, "Thread1").start();

    20

    21 new Thread(() -> {

    22 phone.sendSMS();

    23 }, "Thread2").start();

    24 }

    25 }a11cbc5ee8b5bec94d9e00181b1e649e.png

    2.2.2 ReentrantLock

    1 class Phone implements Runnable {

    2 Lock lock = new ReentrantLock();

    3

    4 @Override

    5 public void run() {

    6 get();

    7 }

    8

    9 public void get() {

    10 lock.lock();

    11 try {

    12 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "get method...");

    13 set();

    14 } finally {

    15 lock.unlock();

    16 }

    17 }

    18

    19 public void set() {

    20 lock.lock();

    21 try {

    22 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "set method...");

    23 } finally {

    24 lock.unlock();

    25 }

    26 }

    27 }

    28

    29 public class ReentrantLockDemo {

    30

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

    32 Phone phone = new Phone();

    33

    34 Thread thread3 = new Thread(phone, "Thread3");

    35 Thread thread4 = new Thread(phone, "Thread4");

    36 thread3.start();

    37 thread4.start();

    38 }

    39 }

    f45d4b2a9ffab84e0862b0913720d8af.png

    2.3 面试题

    使用 ReentrantLock 时,如果加入两层锁呢,程序是直接报编译错误,还是正常运行,正常运行的话,能得到预期的结果吗?

    1 class Phone implements Runnable {

    2

    3 // ...

    4

    5 public void get() {

    6 lock.lock();

    7 lock.lock();

    8 try {

    9 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "get method...");

    10 set();

    11 } finally {

    12 lock.unlock();

    13 lock.unlock();

    14 }

    15 }

    16

    17 // ...

    18 }

    6f4623ba654079ec76d8701c733df09d.png

    当缺少 unlock() 时(也就是,lock 和 unlock不是一一对应,lock 比 unlock 多 ),程序不会报编译错误,但得不到预期的结果,从下面可以看出,程序一直处于运行的状态:

    ad347407026e32edb821ea23f6418157.png

    当缺少 lock() 时(也就是,unlock 比 lock 多 ),此时,程序也不会报编译错误,控制台也输出了结果,但是抛出了 IllegalMonitorStateException 异常。

    bdeb585dfaad65b79b5a863bff64d574.png

    三、自旋锁

    3.1 概述

    自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞,而是采用循环的方式去尝试获取锁,这样的好处是减少线程上下文切换的消耗,缺点是循环会消耗CPU。

    3.2 java 中的自旋锁

    1 // Unsafe.java

    2 public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {

    3 int var5;

    4 do {

    5 var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);

    6 } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));

    7

    8 return var5;

    9 }

    3.3 手写一个自旋锁

    1 public class SpinLockDemo {

    2

    3 AtomicReference atomicReference = new AtomicReference<>();

    4

    5 public void myLock() {

    6 Thread thread = Thread.currentThread();

    7 System.out.println(thread.getName() + "come in...");

    8 while (!atomicReference.compareAndSet(null, thread)) {

    9

    10 }

    11 }

    12

    13 public void myUnLock() {

    14 Thread thread = Thread.currentThread();

    15 atomicReference.compareAndSet(thread, null);

    16 System.out.println(thread.getName() + "come out...");

    17 }

    18

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

    20

    21 SpinLockDemo spinLockDemo = new SpinLockDemo();

    22

    23 new Thread(() -> {

    24 spinLockDemo.myLock();

    25 try {

    26 TimeUnit.SECONDS.sleep(5);

    27 } catch (InterruptedException e) {

    28 e.printStackTrace();

    29 }

    30 spinLockDemo.myUnLock();

    31 }, "Thread1").start();

    32

    33 try {

    34 TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

    35 } catch (InterruptedException e) {

    36 e.printStackTrace();

    37 }

    38

    39 new Thread(() -> {

    40 spinLockDemo.myLock();

    41 try {

    42 TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

    43 } catch (InterruptedException e) {

    44 e.printStackTrace();

    45 }

    46 spinLockDemo.myUnLock();

    47 }, "Thread2").start();

    48 }

    49 }

    四、写锁(独占锁)、读锁(共享锁)和互斥锁

    4.1 概述

    独占锁:指该锁一次只能被一个线程所持有。对 ReentrantLock 和 Synchronized 而言都是独占锁。

    共享锁:指该锁可被多个线程所持有。

    对 ReentrantReadWriteLock 其读锁是共享锁,其写锁是独占锁。

    读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的,读写,写读,写写的过程是互斥的。

    4.2 示例(模拟缓存)

    4.2.1 加锁前:

    数据写入的时候,被打断:

    1 class MyCache {

    2

    3 private volatile Map map = new HashMap<>();

    4

    5 public void put(String key, Object value) {

    6 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在写入:" + key);

    7 try {

    8 TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300);

    9 } catch (InterruptedException e) {

    10 e.printStackTrace();

    11 }

    12 map.put(key, value);

    13 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入完成");

    14 }

    15

    16 public void get(String key) {

    17 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在读取");

    18 try {

    19 TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300);

    20 } catch (InterruptedException e) {

    21 e.printStackTrace();

    22 }

    23 Object result = map.get(key);

    24 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取完成:" + result);

    25 }

    26 }

    27

    28 public class ReadWriteLockDemo {

    29

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

    31 MyCache myCache = new MyCache();

    32

    33 for (int i = 1; i <= 5; i++) {

    34 final int temp = i;

    35 new Thread(() -> {

    36 myCache.put(temp + "", temp + "");

    37 }, String.valueOf(i)).start();

    38 }

    39

    40 for (int i = 1; i <= 5; i++) {

    41 final int temp = i;

    42 new Thread(() -> {

    43 myCache.get(temp + "");

    44 }, String.valueOf(i)).start();

    45 }

    46 }

    47 }6b2b1949ecd727a8625d658a3db5638d.png

    4.2.2 加锁后:

    写入时正常,不会中断;读取时,可以共享锁。

    1 class MyCache {

    2

    3 private volatile Map map = new HashMap<>();

    4 private ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();

    5

    6 public void put(String key, Object value) {

    7 rwLock.writeLock().lock();

    8 try {

    9 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在写入:" + key);

    10 try {

    11 TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300);

    12 } catch (InterruptedException e) {

    13 e.printStackTrace();

    14 }

    15 map.put(key, value);

    16 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入完成");

    17 } catch (Exception e) {

    18 e.printStackTrace();

    19 } finally {

    20 rwLock.writeLock().unlock();

    21 }

    22 }

    23

    24 public void get(String key) {

    25 rwLock.readLock().lock();

    26 try {

    27 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在读取");

    28 try {

    29 TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300);

    30 } catch (InterruptedException e) {

    31 e.printStackTrace();

    32 }

    33 Object result = map.get(key);

    34 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取完成:" + result);

    35 } catch (Exception e) {

    36 e.printStackTrace();

    37 } finally {

    38 rwLock.readLock().unlock();

    39 }

    40 }

    41 }7b71a2780d6fee824ee9df8cfdbd515a.png

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  • 公平:是指多个线程按照申请的顺序来获取,类似排队打饭,先来后到。 非公平:是指多个线程获取的顺序并不是按照申请的顺序,有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取,在高并发的情况下,有可能会...

    公平锁:是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁,类似排队打饭,先来后到。

    非公平锁:是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序,有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁,在高并发的情况下,有可能会造成优先级后转或者饥饿现象

    两者区别

    公平锁/非公平锁

    并发包中ReentrantL ock的创建可以指定构造函数的boolean类型来得到公平锁或非公平锁,默认是非公平锁

    关于两者区别:

    公平锁:

    Threads acquire a fair lock in the order in which they requested it

    公平锁,就是很公平,在并发环境中,每个线程在获取锁时会先查看此锁维护的等待队列,如果为空,或者当前线程是等待队列的第一个,就占有锁,否则就会加入到等待队列中,以后会按照FIFO的规则从队列中取到自己

    非公平锁:

    a nonfair lock permits barging: threads requesting a lock can jump ahead of the queue of waiting threads if the lock happens to be available when it is requested.

    非公平锁比较粗鲁,上来就直接尝试占有锁,如果尝试失败,就再采用类似公平锁那种式。

    Java ReentrantLock而言,通过构造函数指定该锁是否是公平锁,默认是非公平锁。非公平锁的优点在于吞吐量比公平锁大。

    对于Synchronized而言, 也是一 种非公平锁。

    可重入锁(也叫做递归锁)

    指的是同一线程外层函数获得锁之后,内层递归函数仍然能获取该锁的代码,在同一个线程在外层方法获取锁的时候,在进入内层方法会自动获取锁。

    也即是说,线程可以进入任何一个它已经拥有的锁所同步着的代码块。

    ReentrantLock/Synchronized就是一个典型的可重入锁。

    可重入锁最大的作用是避免死锁。

    举个栗子:家里最外面的防盗门有一把锁,进去里面后有一个卫生间、卧室、厨房,正常情况下,你厨房和卫生间应该不会上锁吧,即使你卫生间和厨房有门,你一般也不会上锁。所以只要突破防盗门后,进去应该是一马平川,如履平地。

    可重入锁代码演示:

    package com.company;
    
    import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
    
    /*
    可重入锁(也叫做递归锁)
    
    指的是同一线程外层函数获得锁之后,内层递归函数仍然能获取该锁的代码,在同一个线程在外层方法获取锁的时候,在进入内层方法会自动获取锁。
    
    也即是说,线程可以进入任何一个它已经拥有的锁所同步着的代码块。
    case one Synchronized就是一个典型的可重入锁
    t1invoked sendMES t1线程在外层方法获取锁的时候
    t1%%%%%%%%%invoked sendEmail  t1在进入内层方法会自动获取锁
    t2invoked sendMES
    t2%%%%%%%%%invoked sendEmail
    
    case two
    ReentrantLock就是一个典型的可重入锁
     */
    public class ReenterLockDemo {
    
        public static void main(String[] args) {
            Phone phone = new Phone();
            new Thread(()->{
                phone.sendMES();
            },"lmx1").start();
            new Thread(()->{
                phone.sendMES();
            },"lmx2").start();
            new Thread(()->{
                phone.run();
            },"lmx3").start();
            new Thread(()->{
                phone.run();
            },"lmx4").start();
        }
    }
    
    class Phone implements Runnable{
        Lock lock = new ReentrantLock();
        public synchronized void sendMES(){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"invoked sendMES");
            sendEmail();
        }
    
        public synchronized void sendEmail(){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"%%%%%%%%%invoked sendEmail");
        }
    
        //=================================================================================
    
        @Override
        public void run() {
            get();
        }
    
        public void get(){
            lock.lock();
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"invoked sendMES");
                set();
            } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
            } finally {
              lock.unlock();
            }
    
        }
    
        public void set(){
            lock.lock();
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"%%%%%%%%%invoked sendEmail");
            } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
            } finally {
              lock.unlock();
            }
        }
    }
    /*
    运行结果:
    lmx1invoked sendMES
    lmx1%%%%%%%%%invoked sendEmail
    lmx2invoked sendMES
    lmx2%%%%%%%%%invoked sendEmail
    lmx3invoked sendMES
    lmx3%%%%%%%%%invoked sendEmail
    lmx4invoked sendMES
    lmx4%%%%%%%%%invoked sendEmail
    */
    
    

    自旋锁(spinlock)

    是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞,而是采用循环的方式去尝试获取锁,这样的好处是减少线程上下文的消耗,缺点是循环会消耗CPU

    代码演示:

    package com.company;
    
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
    
    public class SpinLockDemo {
    
        //原子引用线程
    
        AtomicReference<Thread> atomicReference = new AtomicReference<>();
        //2.执行该方法,输出t1 come in,thread为null,atomicReference.compareAndSet(null,thread)执行为true,
        // 期望值被换为thread,所以while()判断为false 执行完成
        //5.执行该方法,输出t2 come in,thread为null,atomicReference.compareAndSet(null,thread)执行为false,
        // 因为atomicReference中的期望值已被t1线程置换,所以while判断为true,一直循环
        //8.atomicReference中的期望值被t1置换回null,t2线程atomicReference.compareAndSet(null,thread)执行为true,
        // 期望值被换为thread,所以while()判断为false 执行完成
        public void myLock(){
            Thread thread = Thread.currentThread();//默认为null
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t come in ");
    
            while (!atomicReference.compareAndSet(null,thread)){//false
    
            }
    
        }
        //7.t1执行该方法,比对成功,atomicReference中的期望值置换回null,输出t1	 invoked myUnLock()
        //10.t2执行该方法,比对成功,atomicReference中的期望值置换回null,输出t2	 invoked myUnLock()
        public void myUnLock(){
            Thread thread = Thread.currentThread();
            atomicReference.compareAndSet(thread,null);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t invoked myUnLock()");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            SpinLockDemo spinLockDemo = new SpinLockDemo();
            new Thread(()->{
                //1.调用上面的myLock()方法
                spinLockDemo.myLock();
                //3.睡眠5秒
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                //6.五秒后继续执行,调用myUnLock()方法
                spinLockDemo.myUnLock();
            },"t1").start();
            //main线程睡眠1秒
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            new Thread(()->{
                //4.调用上面的myLock()方法
                spinLockDemo.myLock();
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                //9.调用myUnLock()方法
                spinLockDemo.myUnLock();
            },"t2").start();
        }
    }
    
    

    独占锁:指该锁一次只能被一个线程所持有。对ReentrantLock和Synchronized而言都是独占锁

    共享锁:指该锁可被多个线程所持有。

    对ReentrantReadWriteLock其读锁是共享锁,其写锁是独占锁。

    读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的,读写,写读,写写的过程是互斥的。

    思想:

    多个线程同时读一个资源类没有任何问题,所以为了满足并发量,读取共享资源应该可以同时进行,但是,如果有一个线程想去写共享资源类,就不应该再有其它线程可以对该资源进行读或写。

    总结:

    读-读能共存 读-写不能共存 写-写不能共存

    代码演示:

    无读写锁的:

    写操作有加塞,不连续,被打断

    package com.company;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
    /*运行结果
    3	 正在写入3
    2	 正在写入2
    1	 正在写入1
    5	 正在写入5
    4	 正在写入4
    2	 正在读取
    3	 正在读取
    1	 正在读取
    4	 正在读取
    5	 正在读取
    4	 读取完成4
    5	 读取完成5
    3	 读取完成3
    5	 写入完成
    3	 写入完成
    2	 读取完成2
    4	 写入完成
    2	 写入完成
    1	 写入完成
    1	 读取完成1
    */
    public class ReadWriteLockDemo {
        public static void main(String[] args) {
            MyCache myCache = new MyCache();
            for(int i = 1; i <=5; i++){
                final int temp = i;
                new Thread(()->{
                    myCache.put(temp+"",temp+"");
                },String.valueOf(i)).start();
            }
            for(int i = 1; i <=5; i++){
                final int temp = i;
                new Thread(()->{
                    myCache.get(temp+"");
                },String.valueOf(i)).start();
            }
        }
    }
    
    class MyCache{
        private volatile Map<String,Object> map = new HashMap<>();
    
        public void put(String key,Object value){
    
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 正在写入"+key);
    
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
            map.put(key,value);
    
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 写入完成");
    
        }
    
        public void get(String key){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "\t 正在读取");
    
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
            map.get(key);
    
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "\t 读取完成" + key);
        }
    }
    
    
    

    有读写锁的:

    严格控制写操作,读写分离,保证数据一致性,也保证了并发性

    package com.company;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
    /*运行结果:
    2	 正在写入2
    2	 写入完成
    1	 正在写入1
    1	 写入完成
    4	 正在写入4
    4	 写入完成
    3	 正在写入3
    3	 写入完成
    5	 正在写入5
    5	 写入完成
    1	 正在读取
    1	 读取完成1
    2	 正在读取
    2	 读取完成2
    3	 正在读取
    3	 读取完成3
    4	 正在读取
    4	 读取完成4
    5	 正在读取
    5	 读取完成5
    */
    public class ReadWriteLockDemo {
        public static void main(String[] args) {
            MyCache myCache = new MyCache();
            for(int i = 1; i <=5; i++){
                final int temp = i;
                new Thread(()->{
                    myCache.put(temp+"",temp+"");
                },String.valueOf(i)).start();
            }
            for(int i = 1; i <=5; i++){
                final int temp = i;
                new Thread(()->{
                    myCache.get(temp+"");
                },String.valueOf(i)).start();
            }
        }
    }
    
    class MyCache{
    
        private volatile Map<String,Object> map = new HashMap<>();
    
        private ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
    
        public void put(String key,Object value){
    
            readWriteLock.writeLock().lock();
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 正在写入"+key);
    
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
    
                map.put(key,value);
    
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 写入完成");
            } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
            } finally {
                readWriteLock.writeLock().unlock();
            }
        }
    
        public void get(String key){
    
            readWriteLock.writeLock().lock();
    
            try {
    
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "\t 正在读取");
    
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
    
                map.get(key);
    
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "\t 读取完成" + key);
            } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
            } finally {
                readWriteLock.writeLock().unlock();
            }
        }
    }
    
    
    
    展开全文
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独占锁和共享锁区别