同步锁(Lock)
通常认为:Lock提供了比synchronized方法和synchronized代码块更广泛的锁定操作,Lock更灵活的结构,有很大的差别,并且可以支持多个Condition对象
Lock是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。通常,锁提供了对共享资源的独占访问,每次只能有一个线程对Lock对象加锁,
线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象。不过某些锁支持共享资源的并发访问,如:ReadWriteLock(读写锁),在线程安全控制中,
通常使用ReentrantLock(可重入锁)。使用该Lock对象可以显示加锁、释放锁。
class C {
//锁对象
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
......
//保证线程安全方法
public void method() {
//上锁
lock.lock();
try {
//保证线程安全操作代码
} catch() {
} finally {
lock.unlock();//释放锁
}
}
}
使用Lock对象进行同步时,锁定和释放锁时注意把释放锁放在finally中保证一定能够执行。
使用锁和使用同步很类似,只是使用Lock时显示的调用lock方法来同步。
而使用同步方法synchronized时系统会隐式使用当前对象作为同步监视器,
同样都是“加锁->访问->释放锁”的操作模式,都可以保证只能有一个线程操作资源。
同步方法和同步代码块使用与竞争资源相关的、隐式的同步监视器,并且强制要求加锁和释放锁要出现在一个块结构中,而且获得多个锁时,
它们必须以相反的顺序释放,且必须在与所有锁被获取时相同的范围内释放所有资源。
Lock提供了同步方法和同步代码库没有的其他功能,包括用于非块结构的tryLock方法,已经试图获取可中断锁lockInterruptibly()方法,
还有获取超时失效锁的tryLock(long, timeUnit)方法。
ReentrantLock具有重入性,也就是说线程可以对它已经加锁的ReentrantLock再次加锁,
ReentrantLock对象会维持一个计数器来追踪lock方法的嵌套调用,
线程在每次调用lock()加锁后,必须显示的调用unlock()来释放锁,所以一段被保护的代码可以调用另一个被相同锁保护的方法。
JDK:
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。此实现允许更灵活的结构,可以具有差别很大的属性,可以支持多个相关的 Condition 对象。
锁是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。通常,锁提供了对共享资源的独占访问。一次只能有一个线程获得锁,对共享资源的所有访问都需要首先获得锁。不过,某些锁可能允许对共享资源并发访问,如 ReadWriteLock 的读取锁。
synchronized 方法或语句的使用提供了对与每个对象相关的隐式监视器锁的访问,但却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,且必须在与所有锁被获取时相同的词法范围内释放所有锁。
虽然 synchronized 方法和语句的范围机制使得使用监视器锁编程方便了很多,而且还帮助避免了很多涉及到锁的常见编程错误,但有时也需要以更为灵活的方式使用锁。例如,某些遍历并发访问的数据结果的算法要求使用 "hand-over-hand" 或 "chain locking":获取节点 A 的锁,然后再获取节点 B 的锁,然后释放 A 并获取 C,然后释放 B 并获取 D,依此类推。Lock 接口的实现允许锁在不同的作用范围内获取和释放,并允许以任何顺序获取和释放多个锁,从而支持使用这种技术。
随着灵活性的增加,也带来了更多的责任。不使用块结构锁就失去了使用 synchronized 方法和语句时会出现的锁自动释放功能。在大多数情况下,应该使用以下语句:
Lock l = ...;
l.lock();
try {
// access the resource protected by this lock
} finally {
l.unlock();
}
锁定和取消锁定出现在不同作用范围中时,必须谨慎地确保保持锁定时所执行的所有代码用 try-finally 或 try-catch 加以保护,以确保在必要时释放锁。
Lock 实现提供了使用 synchronized 方法和语句所没有的其他功能,包括提供了一个非块结构的获取锁尝试 (tryLock())、一个获取可中断锁的尝试 (lockInterruptibly()) 和一个获取超时失效锁的尝试 (tryLock(long, TimeUnit))。
Lock 类还可以提供与隐式监视器锁完全不同的行为和语义,如保证排序、非重入用法或死锁检测。如果某个实现提供了这样特殊的语义,则该实现必须对这些语义加以记录。
注意,Lock 实例只是普通的对象,其本身可以在 synchronized 语句中作为目标使用。获取 Lock 实例的监视器锁与调用该实例的任何 lock() 方法没有特别的关系。为了避免混淆,建议除了在其自身的实现中之外,决不要以这种方式使用 Lock 实例。
除非另有说明,否则为任何参数传递 null 值都将导致抛出 NullPointerException。
内存同步
所有 Lock 实现都必须 实施与内置监视器锁提供的相同内存同步语义,如 The Java Language Specification, Third Edition (17.4 Memory Model) 中所描述的:
成功的 lock 操作与成功的 Lock 操作具有同样的内存同步效应。
成功的 unlock 操作与成功的 Unlock 操作具有同样的内存同步效应。
不成功的锁定与取消锁定操作以及重入锁定/取消锁定操作都不需要任何内存同步效果。
实现注意事项
三种形式的锁获取(可中断、不可中断和定时)在其性能特征、排序保证或其他实现质量上可能会有所不同。而且,对于给定的 Lock 类,可能没有中断正在进行的 锁获取的能力。因此,并不要求实现为所有三种形式的锁获取定义相同的保证或语义,也不要求其支持中断正在进行的锁获取。实现必需清楚地对每个锁定方法所提供的语义和保证进行记录。还必须遵守此接口中定义的中断语义,以便为锁获取中断提供支持:完全支持中断,或仅在进入方法时支持中断。
由于中断通常意味着取消,而通常又很少进行中断检查,因此,相对于普通方法返回而言,实现可能更喜欢响应某个中断。即使出现在另一个操作后的中断可能会释放线程锁时也是如此。实现应记录此行为。
[java] package com.itm.thread;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
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