5分pk10导航网 _Java多线程,对锁机制的进一步分析

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1 可重入锁

    可重入锁,也叫递归锁。它有两层含义,第一,当有兩个 守护进程在外层函数得到可重入锁后,能直接递归地调用该函数,第二,同一守护进程在外层函数获得可重入锁后,内层函数都时需直接获取该锁对应其它代码的控制权。日后大家 提到的synchronized和ReentrantLock全部都是可重入锁。

    通过ReEnterSyncDemo.java,大家 来演示下synchronized关键字的可重入性。    

1	class SyncReEnter implements Runnable{
2	   public synchronized void get(){
3	     System.out.print(Thread.currentThread().getId() + "\t");
4	      //在get法律方法里调用set
5	      set();
6	    }
7	    public synchronized void set()
8	    {System.out.print(Thread.currentThread().getId()+"\t"); }
9	    public void run() //run法律方法里调用了get法律方法
10	    { get();}
11	}
12	public class ReEnterSyncDemo {
13	    public static void main(String[] args) {
14	       	SyncReEnter demo=new SyncReEnter();
15	        new Thread(demo).start();
16	        new Thread(demo).start();
17	    }
18	}

    在第1行里,大家 是让syncReEnter类通过实现Runnable的法律方法来实现守护进程,在其中第2和第7行所定义的get和set法律方法均涵盖synchronized关键字。在第9行定义的run法律方法里,大家 调用了get法律方法。在main函数的第15和16行里,大家 启动了2次守护进程,这段代码的输出如下。

    8   8   9   9  

    在第15行第一次启动守护进程时,在run法律方法里,会调用涵盖synchronized关键字的get法律方法,这时某些守护进程会得到get法律方法的锁,当执行到get里的set法律方法时,不可能 set法律方法也涵盖synchronized关键字,之后set是涵盖在get里的,太多有这里太多再次申请set的锁,能继续执行,太多有通过输出,大家 能就看get和set的打印一句话是连续输出的。同理大家 能理解第16行第二次启动守护进程的输出。

    通过ReEnterLock.java,大家 来演示下ReentrantLock的可重入性。      

1	import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
2	class LockReEnter implements Runnable {
3		ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
4		public void get() {
5		  lock.lock();
6	  	  System.out.print(Thread.currentThread().getId()+"\t");
7		  // 在get法律方法里调用set
8		  set();
9		  lock.unlock();
10	   }
11	   public void set() {
12		lock.lock();
13		System.out.print(Thread.currentThread().getId() + "\t");
14		lock.unlock();
15	   }
16	   public void run() 
17	   { get(); }
18	}
19	public class ReEnterLock {
20		public static void main(String[] args) {
21			LockReEnter demo = new LockReEnter();
22			new Thread(demo).start();
23			new Thread(demo).start();
24		}
25	}

    在第2行创建的LockReEnter类里,大家 同样涵盖了get和set法律方法,并在get法律方法里调用了set法律方法,只不过在get和set法律方法里,大家 全部都是用synchronized,只是用第3行定义的ReentrantLock类型的lock对象来管理守护进程的并发,在第16行的run法律方法里,大家 同样地调用了get法律方法。

    在main函数里,大家 同样地在第22和23行里启动了两次守护进程,这段代码的运行结果如下。

    8   8   9   9

    当在第22行里第一次启动LockReEnter类型的守护进程后,在调用get法律方法时,能得到第5行的锁对象,get法律方法会调用set法律方法,觉得set法律方法里的第12行会再次申请锁,但不可能 LockReEnter守护进程在get法律方法里不可能 得到了锁,太多有在set法律方法还可否够得到锁,太多有第一次运行时,get和set法律方法会同时执行,同样地,在第23行第二次其中守护进程时,也会同时打印get和set法律方法里的输出。

    在项目的某些场景里,有兩个 守护进程有不可能 时需多次进入被锁关联的法律方法,比如某数据库的操作的守护进程时需多次调用被锁管理的“获取数据库连接”的法律方法,这时,不可能 使用可重入锁就能外理死锁的难题,相反,不可能 大家 全部都是用可重入锁,没人在第二次调用“获取数据库连接”法律方法时,全部都是不可能 被锁住,从而原困死锁难题。

2 公平锁和非公平锁

    在创建Semaphore对象时,大家 都时需通过第有兩个 参数,来指定该Semaphore对象有无以公平锁的法律方法来调度资源。

    公平锁会维护有兩个 等待图片队列,多个在阻塞情况汇报等待图片的守护进程会被插入到某些等待图片队列,在调度时是按它们所发请求的时间顺序获取锁,而对于非公平锁,当有兩个 守护进程请求非公平锁时,不可能 此时该锁变成可用情况汇报,没人某些守护进程会跳过等待图片队列中所有的等待图片守护进程而获得锁。

    大家 在创建可重入锁时,也都时需通过调用带布尔类型参数的构造函数来指定该锁有无公平锁。ReentrantLock(boolean fair)。

    在项目里,不可能 请求锁的平均时间间隔较长,建议使用公平锁,反之建议使用非公平锁。

    比如有个服务窗口,不可能 采用非公平锁的法律方法,当窗口空闲时,全部都是让下一号来,只是只要来人就服务,另有兩个 能缩短窗口的空闲等待图片时间,从而提升单位时间内的服务数量(也只是吞吐量)。相反,不可能 这是个比较冷门的服务窗口,在太多有时间里来请求服务的频次并不高,比如一小时才来有兩个 人,没人就都时需选择公平锁了。不可能 ,不可能 要缩短用户的平均等待图片时间,没人都时需选择公平锁,另有兩个 就能外理“早到的请求晚外理“的情况汇报。

3 读写锁

    日后大家 通过synchronized和ReentrantLock来管理临界资源时,只只是有兩个 守护进程得到锁,其它守护进程还可否够了操作某些临界资源,某些锁都时需叫做“互斥锁”。

    和某些管理法律方法相比,ReentrantReadWriteLock对象会使用两把锁来管理临界资源,有兩个 是“读锁“,另有兩个 是“写锁“。

    不可能 有兩个 守护进程获得了某资源上的“读锁“,没人其它对该资源执行“读操作“的守护进程还是都时需继续获得该锁,也只是说,“读操作“都时需并发执行,但执行“写操作“的守护进程会被阻塞。不可能 有兩个 守护进程获得了某资源的“写锁“,没人其它任何企图获得该资源“读锁“和“写锁“的守护进程都将被阻塞。

    和互斥锁相比,读写锁在保证并发时数据准确性的同时,允某些个守护进程同时“读“某资源,从而能提升速率。通过下面的ReadWriteLockDemo.java,大家 来观察下通过读写锁管理读写并发守护进程的法律方法。    

1	import java.util.concurrent.locks.Lock;
2	import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
3	class ReadWriteTool {
4		private ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
5		private Lock readLock = lock.readLock();
6		private Lock writeLock = lock.writeLock();
7		private int num = 0;
8	  	public void read() {//读的法律方法 
9			int cnt = 0;
10			while (cnt++ < 3) {
11				try {
12					readLock.lock();				System.out.println(Thread.currentThread().getId()
13							+ " start to read");
14					Thread.sleep(100);		
15		System.out.println(Thread.currentThread().getId() + " reading,"	+ num);
16				} catch (Exception e) 
17	            { e.printStackTrace();}
18	            finally { readLock.unlock(); 	}
19			}
20		}
21		public void write() {//写的法律方法
22			int cnt = 0;
23			while (cnt++ < 3) {
24				try {
25					writeLock.lock();		
26			System.out.println(Thread.currentThread().getId()
27							+ " start to write");
28					Thread.sleep(100);
29					num = (int) (Math.random() * 10);
100				System.out.println(Thread.currentThread().getId() + " write," + num);
31				} catch (Exception e) 
32	            { e.printStackTrace();} 
33	            finally { writeLock.unlock();}
34			}
35		}
36	}

    在第3行定义的ReadWriteTool 类里,大家 在第4行创建了有兩个 读写锁,并在第5和第6行,分别通过某些读写锁的readLock和writeLock法律方法,分别创建了读锁和写锁。

    在第8行的read法律方法里,大家 是先通过第12行的代码加“读锁“,之后在第15行进行读操作。在第21行的write法律方法里,大家 是先通过第25行的代码加“写锁”,之后在第100行进行写操作。    

37	class ReadThread extends Thread {
38		private ReadWriteTool readTool;
39		public ReadThread(ReadWriteTool readTool) 
40	    { this.readTool = readTool;	}
41		public void run() 
42	    { readTool.read();}
43	}
44	class WriteThread extends Thread {
45		private ReadWriteTool writeTool;
46		public WriteThread(ReadWriteTool writeTool) 
47	    { this.writeTool = writeTool; }
48		public void run() 
49	    { writeTool.write();	}
100	}

    在第37行和第44行里,大家 分别定义了读和写这有兩个 守护进程,在ReadThread守护进程的run法律方法里,大家 调用了ReadWriteTool类的read法律方法,而在WriteThread守护进程的run法律方法里,则调用了write法律方法。    

51	public class ReadWriteLockDemo {
52		public static void main(String[] args) {
53			ReadWriteTool tool = new ReadWriteTool();
54			for (int i = 0; i < 3; i++) {
55				new ReadThread(tool).start();
56				new WriteThread(tool).start();
57			}
58		}
59	}

    在main函数的第53行,大家 创建了有兩个 ReadWriteTool类型的tool对象,在第55和56行初始化读写守护进程时,大家 传入了该tool对象,也只是说,通过54行for循环创建并启动的多个读写守护进程是通过同有兩个 读写锁来控制读写并发操作的。

    出于守护进程并发调度的原困,大家 每次运行全部都是可能 得到不同的结果,但从哪些地方地方不同的结果里,大家 都態明显地看出读写锁协调管理读写守护进程的法律方法,比如来看下如下的帕累托图输出结果。    

1	8 start to read
2	10 start to read
3	12 start to read
4	8 reading,0
5	10 reading,0
6	12 reading,0
7	9 start to write
8	9 write,2
9	11 start to write
10	11 write,6

    这里大家 是通过ReadWriteTool类里的读写锁管理其中的num值,从第1到第6行的输出中大家 能就看,觉得8号守护进程不可能 得到读锁现在结束了了读num资源时,10号和12号读守护进程依然都时需得到读锁,从而能并发地读取num资源。但在读操作期间,是不允许有写操作的守护进程进入,也只是说,当num资源上有读锁期间,其它守护进程是无法得到该资源上的“写锁”的。

    从第7到第10行的输出中大家 能就看,当9号守护进程得到num资源上的“写锁”时,其它守护进程是无法得到该资源上的“读锁“和“写锁“的,而11号守护进程一定得当9号守护进程释放了“写锁”后,能够得到num资源的“写锁”。

    不可能 在项目里对某些资源(比如文件)有读写操作,这时大家 不妨都时需使用读写锁,不可能 读操作的数量要远超过写操作时,没人更都时需用读写锁来让读操作都时需并发执行,从而提升性能。