一、內置鎖
使用Syschronized 關鍵字 同步代碼塊(同步方法)都是使用到對象的內置鎖
1、對象內置鎖
- 使用對象自身的內置鎖(監視器鎖-monitor lock)
- 實例方法-使用實例對象鎖,static 方法 使用Class對象鎖
- 對象內置鎖爲互斥鎖,一個同步塊,只有一個線程進入
- 同步代碼塊中的代碼具有原子性
- 進入代碼塊內獲取到鎖,無論正常退出or異常都會釋放鎖
2、可重入
- 可重入,表示內置鎖獲取鎖的粒度是線程,而不是調用
- 同一個線程可以重複獲取同一個內置鎖
3、保護狀態
- 內置鎖可以保證原子性操作
- 對象的內置鎖和對象本身的狀態沒有內在關聯關係
- 很多類使用對象內置鎖,單對象的域不一定使用內置鎖保護
- 一個線程獲取到對象的內置鎖,其他對象同樣還是可以訪問該對象,只是獲取不了這個對象的鎖
java在設計上每個對象都有一個內置鎖,只是爲了免去需要時顯示的創建鎖對象
對於包含多個變量的不變形條件,所有變量使用同一個鎖來保護,可以保證一致性
4、使用
- 儘量縮小同步塊的大小,耗時操作如果不是需要同步的,應該在同步塊外
- 同步代碼塊如果是耗時的,會帶來活躍性或性能問題
- 無相關性的同步,可以使用多個、或者拆開到多個同步塊中
二、 ReentrantLock 與 synchronized對比
1、相同點
- 具有相同的互斥性和內存可見性
- 進入同步塊與獲取ReentrantLock,退出同步塊與釋放ReentrantLock具有相同內存語義
- 同樣是可重入
2、區別
- 處理鎖的不可用性問題更加靈活
- 同步塊無法中斷等待的線程,無法無限等待
- 必須(自動)代碼塊後釋放鎖,包括異常,無法實現非阻塞結構的加鎖規則
- ReentrantLocak必須主動釋放鎖,異常不會自動釋放鎖,更加危險(忘記了釋放)
3、鎖的輪詢與定時
內置鎖中,會出現死鎖問題:出現不一致的鎖順序(相互等待),解決的方法只能重啓應用
Lock接口中定義的 tryLock()、tryLock(long timeout,TimeUnit unit)方法,可以實現可輪詢、可定時的獲取鎖操作,
在獲取不到鎖,或超時,可以輪詢重試,或者超時退出獲取請求,這樣可以有效的避免死鎖
4、可中斷鎖
Lock 接口定義的方法 lockInterruptibly()阻塞獲取鎖,能響應線程中斷請求,同步代碼塊則不能響應中斷,只能一直阻塞或者成功獲取到鎖
5、非塊結構加鎖
同步代碼塊的加鎖、釋放鎖都是基於synchronized同步關鍵字的代碼塊,自動獲取鎖、釋放鎖,使用簡單,可以避免忘記釋放鎖的編程錯誤;
但這樣的加鎖規則不靈活,不能自己控制獲取和釋放
6、鎖的公平性
公平鎖:
線程按照獲取鎖的請求順序獲取到鎖,一個線程發出獲取鎖時,如果鎖已經由另一線程持有或者有其他線程在隊列等待獲取鎖,那麼這個新請求的線程將放入到隊列中
非公平鎖:
線程獲取到鎖的順序與請求鎖的順序不能保證,存在線程直接“插隊”獲取鎖的情況:一個線程發出獲取鎖時,如果當前鎖的狀態變爲可獲取,那麼這個新請求鎖的線程將直接跳過等待隊列並獲取到鎖
非公平鎖比公平鎖提供更好的性能:
公平鎖在掛起線程和恢復線程時存在的開銷降低了性能,在鎖競爭激烈的情況下,恢復一個被掛起的線程與該線程真正開始運行存在嚴重的延遲,舉個公平鎖例子:A線程持有一個鎖,此時B線程請求這個鎖,則B被掛起、放入等待隊列,當A釋放鎖時,B將被喚醒,恢復運行再次嘗試獲取鎖;喚醒B並等待恢復運行是有時間消耗的;
假設A釋放鎖時,線程C也請求這個鎖,非公平鎖情況下,C可能會在B喚醒前直接獲得並使用這個鎖,更加充分的使用到了鎖的時間,因此吞吐量會更高
默認ReentrantLock與synchronized內置鎖都是非公平鎖,ReentrantLock也提供了非公平鎖的實現,一般情況下,非公平鎖時可以符合使用要求,java語言規範沒有要求內置鎖要實現公平,ReentrantLock也沒有降低公平性;
三、synchronized與ReentrantLock選擇
ReentrantLock擁有內置鎖沒有的特性:鎖等待(超時,輪詢)、可中斷的鎖等待阻塞、公平性鎖、更加靈活可以實現非塊結構加鎖;
而內置鎖的使用更加簡單明瞭,自動獲取鎖和釋放鎖,比ReentrantLock更加安全,不會因爲忘記釋放鎖導致不可知問題;
在性能方法,java6後兩者實際相差不大。當內置鎖不能滿足使用需求是,可以考慮使用ReentrantLock,即還是優先使用內置鎖
以上只是基於對比說明了內置鎖和ReentranLock,沒有具體詳細的例子,如有不對或不能理解,還請評論交流