Java锁机制了解一下
前言
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只有光头才能变强！java
本文章主要讲的是Java多线程加锁机制，有两种：编程
- Synchronized
- 显式Lock
不得不唠叨几句：c#
- 在《Java核心技术卷 一》是先讲比较难的显式Lock，而再讲的是比较简单的Synchronized
- 而《Java并发编程实战》在前4章零散地讲解了Synchronized，将显式Lock放到了13章
其实都比较坑，若是能先系统讲了Synchronized锁机制，接着讲显式Lock锁机制，那就很容易理解了。也不须要跨那么多章节。安全
那么接下来咱们就开始吧~微信
1、synchronized锁
1.1synchronized锁是什么？
synchronized是Java的一个关键字，它可以将代码块(方法)锁起来多线程
- 它使用起来是很是简单的，只要在代码块(方法)添加关键字synchronized，便可以实现同步的功能~
public synchronized void test() {
// 关注公众号Java3y
// doSomething
}
synchronized是一种互斥锁并发
- 一次只能容许一个线程进入被锁住的代码块
synchronized是一种内置锁/监视器锁post
- Java中每一个对象都有一个内置锁(监视器,也能够理解成锁标记)，而synchronized就是使用对象的内置锁(监视器)来将代码块(方法)锁定的！
1.2synchronized用处是什么？
- synchronized保证了线程的原子性。(被保护的代码块是一次被执行的，没有任何线程会同时访问)
- synchronized还保证了可见性。(当执行完synchronized以后，修改后的变量对其余的线程是可见的)
Java中的synchronized，经过使用内置锁，来实现对变量的同步操做，进而实现了对变量操做的原子性和其余线程对变量的可见性，从而确保了并发状况下的线程安全。性能
1.3synchronized的原理
咱们首先来看一段synchronized修饰方法和代码块的代码：
public class Main {
//修饰方法
public synchronized void test1(){
}
public void test2(){
// 修饰代码块
synchronized (this){
}
}
}
来反编译看一下：
同步代码块：
- monitorenter和monitorexit指令实现的
同步方法（在这看不出来须要看JVM底层实现）
- 方法修饰符上的ACC_SYNCHRONIZED实现。
synchronized底层是是经过monitor对象，对象有本身的对象头，存储了不少信息，其中一个信息标示是被哪一个线程持有。
具体可参考：
- http://www.javashuo.com/article/p-oqpjfooc-mq.html
- https://blog.csdn.net/u012465296/article/details/53022317
1.4synchronized如何使用
synchronized通常咱们用来修饰三种东西：
- 修饰普通方法
- 修饰代码块
- 修饰静态方法
1.4.1修饰普通方法：
用的锁是Java3y对象(内置锁)
public class Java3y {
// 修饰普通方法，此时用的锁是Java3y对象(内置锁)
public synchronized void test() {
// 关注公众号Java3y
// doSomething
}
}
1.4.2修饰代码块：
用的锁是Java3y对象(内置锁)--->this
public class Java3y {
public void test() {
// 修饰代码块，此时用的锁是Java3y对象(内置锁)--->this
synchronized (this){
// 关注公众号Java3y
// doSomething
}
}
}
固然了，咱们使用synchronized修饰代码块时未必使用this，还能够使用其余的对象(随便一个对象都有一个内置锁)
因此，咱们能够这样干：
public class Java3y {
// 使用object做为锁(任何对象都有对应的锁标记，object也不例外)
private Object object = new Object();
public void test() {
// 修饰代码块，此时用的锁是本身建立的锁Object
synchronized (object){
// 关注公众号Java3y
// doSomething
}
}
}
上面那种方式(随便使用一个对象做为锁)在书上称之为-->客户端锁，这是不建议使用的。
书上想要实现的功能是：给ArrayList添加一个putIfAbsent()，这须要是线程安全的。
假定直接添加synchronized是不可行的
使用客户端锁，会将当前的实现与本来的list耦合了：
书上给出的办法是使用组合的方式(也就是装饰器模式)
1.4.3修饰静态方法
获取到的是类锁(类的字节码文件对象)：Java3y.class
public class Java3y {
// 修饰静态方法代码块，静态方法属于类方法，它属于这个类，获取到的锁是属于类的锁(类的字节码文件对象)-->Java3y.class
public synchronized void test() {
// 关注公众号Java3y
// doSomething
}
}
1.4.4类锁与对象锁
synchronized修饰静态方法获取的是类锁(类的字节码文件对象)，synchronized修饰普通方法或代码块获取的是对象锁。
- 它俩是不冲突的，也就是说：获取了类锁的线程和获取了对象锁的线程是不冲突的！
public class SynchoronizedDemo {
//synchronized修饰非静态方法
public synchronized void function() throws InterruptedException {
for (int i = 0; i <3; i++) {
Thread.sleep(1000);
System.out.println("function running...");
}
}
//synchronized修饰静态方法
public static synchronized void staticFunction()
throws InterruptedException {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
Thread.sleep(1000);
System.out.println("Static function running...");
}
}
public static void main(String[] args) {
final SynchoronizedDemo demo = new SynchoronizedDemo();
// 建立线程执行静态方法
Thread t1 = new Thread(() -> {
try {
staticFunction();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
// 建立线程执行实例方法
Thread t2 = new Thread(() -> {
try {
demo.function();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
// 启动
t1.start();
t2.start();
}
}
结果证实：类锁和对象锁是不会冲突的！
1.5重入锁
咱们来看下面的代码：
public class Widget {
// 锁住了
public synchronized void doSomething() {
...
}
}
public class LoggingWidget extends Widget {
// 锁住了
public synchronized void doSomething() {
System.out.println(toString() + ": calling doSomething");
super.doSomething();
}
}
- 当线程A进入到LoggingWidget的
doSomething()方法时，此时拿到了LoggingWidget实例对象的锁。 - 随后在方法上又调用了父类Widget的
doSomething()方法，它又是被synchronized修饰。 - 那如今咱们LoggingWidget实例对象的锁尚未释放，进入父类Widget的
doSomething()方法还须要一把锁吗？
不须要的！
由于锁的持有者是“线程”，而不是“调用”。线程A已是有了LoggingWidget实例对象的锁了，当再须要的时候能够继续“开锁”进去的！
这就是内置锁的可重入性。
1.6释放锁的时机
- 当方法(代码块)执行完毕后会自动释放锁，不须要作任何的操做。
- 当一个线程执行的代码出现异常时，其所持有的锁会自动释放。
- 不会因为异常致使出现死锁现象~
2、Lock显式锁
2.1Lock显式锁简单介绍
Lock显式锁是JDK1.5以后才有的，以前咱们都是使用Synchronized锁来使线程安全的~
Lock显式锁是一个接口，咱们来看看：
随便翻译一下他的顶部注释，看看是干吗用的：
能够简单归纳一下：
- Lock方式来获取锁支持中断、超时不获取、是非阻塞的
- 提升了语义化，哪里加锁，哪里解锁都得写出来
- Lock显式锁能够给咱们带来很好的灵活性，但同时咱们必须手动释放锁
- 支持Condition条件对象
- 容许多个读线程同时访问共享资源
2.2synchronized锁和Lock锁使用哪一个
前面说了，Lock显式锁给咱们的程序带来了不少的灵活性，不少特性都是Synchronized锁没有的。那Synchronized锁有没有存在的必要？？
必须是有的！！Lock锁在刚出来的时候不少性能方面都比Synchronized锁要好，可是从JDK1.6开始Synchronized锁就作了各类的优化(毕竟亲儿子，牛逼)
- 优化操做：适应自旋锁，锁消除，锁粗化，轻量级锁，偏向锁。
- 详情可参考：http://www.javashuo.com/article/p-oqpjfooc-mq.html
因此，到如今Lock锁和Synchronized锁的性能其实差异不是很大！而Synchronized锁用起来又特别简单。Lock锁还得顾忌到它的特性，要手动释放锁才行(若是忘了释放，这就是一个隐患)
因此说，咱们绝大部分时候仍是会使用Synchronized锁，用到了Lock锁说起的特性，带来的灵活性才会考虑使用Lock显式锁~
2.3公平锁
公平锁理解起来很是简单：
- 线程将按照它们发出请求的顺序来获取锁
非公平锁就是：
- 线程发出请求的时能够“插队”获取锁
Lock和synchronize都是默认使用非公平锁的。若是不是必要的状况下，不要使用公平锁
- 公平锁会来带一些性能的消耗的
4、最后
本文讲了synchronized内置锁和简单描述了一下Lock显式锁，总得来讲：
- synchronized好用，简单，性能不差
- 没有使用到Lock显式锁的特性就不要使用Lock锁了。
Lock锁这里只是介绍了一些些，明天会详解它的相关子类和须要注意的地方，敬请期待~
以前在学习操做系统的时候根据《计算机操做系统-汤小丹》这本书也作了一点点笔记，都是比较浅显的知识点。或许对你们有帮助
参考资料：
- 《Java核心技术卷一》
- 《Java并发编程实战》
- 《计算机操做系统-汤小丹》
- http://www.javashuo.com/article/p-zhjislnx-na.html
- http://www.cnblogs.com/dolphin0520/category/602384.html
- https://blog.csdn.net/chenssy/article/category/3145247
- https://blog.csdn.net/u012465296/article/details/53022317
- http://www.javashuo.com/article/p-ccdmtvsq-cz.html
若是文章有错的地方欢迎指正，你们互相交流。习惯在微信看技术文章，想要获取更多的Java资源的同窗，能够关注微信公众号:Java3y。为了你们方便，刚新建了一下qq群：742919422，你们也能够去交流交流。谢谢支持了！但愿能多介绍给其余有须要的朋友
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