synchronized作爲內置鎖,使用簡單,不易出錯,然鵝確有相當的侷限性,例如,無法從等待獲取鎖的阻塞中中斷,無法設置獲取鎖的超時。
所以JUC提供了另一種更靈活的加鎖方式,即Lock。
Lock
Lock接口定義如下
public interface Lock {
void lock();
void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
boolean tryLock();
boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
void unlock();
Condition newCondition();
}
從接口的定義不難發現,Lock不僅提供了常規的lock()阻塞式加鎖,也提供了tryLock使得線程能在獲取不到鎖時,馬上返回,
甚至可以等待鎖一段時間後,再返回。lockInterruptibly則提供了可中斷的阻塞式獲取鎖方式。
Lock的鎖需要顯示釋放,通常要與try...finally
語句一起使用,避免死鎖。
lock.lock();
try {
// update object state
// catch exceptions and restore invariants if necessary
} finally {
lock.unlock();
}
ReentrantLock
Lock最常用的實現類是ReentrantLock,這是一個可重入鎖(synchronized也是)。
ReentrantLock默認和內置鎖一樣,是非公平鎖,但是支持公平鎖模式,可以用ReentrantLock(true)
創建公平鎖。
可重入鎖
所謂可重入鎖,也就是說一個線程可以在持有該鎖的時候,再次獲取該鎖。可重入鎖通常與一個計數器關聯,第一次獲取鎖的時候,計數器從0變爲1,再次獲取鎖,變爲2,以此類推。釋放鎖的時候,計數器每次減1,直至減爲0,該鎖才真正釋放給其他線程。
爲啥需要可重入鎖
舉個例子(JCP書上的)
public class Widget {
public synchronized void doSomething() {
...
}
}
public class LoggingWidget extends Widget {
public synchronized void doSomething() {
System.out.println(toString() + ": calling doSomething");
super.doSomething();
}
}
子類覆蓋了父類方法,並再次調用了父類的同步方法,如果鎖不支持重入,則會導致死鎖。
公平鎖
所謂公平鎖,其實就是指鎖的等待隊列執行先進先出,等待最久的線程優先獲得鎖。
但是內置鎖和ReentrantLock默認都是非公平的,爲啥?
因爲非公平鎖的性能更好。一個事實是,一個線程從被喚醒到真正運行中間有不可忽視的延遲,這個延遲時間很可能長到足夠一個運行中的線程獲取鎖,並完成操作,然後釋放鎖。也即是說,把鎖給’等待最久的線程‘的過程中,可以讓其他線程插隊獲取鎖,並歸還鎖,還不會影響’等待最久的線程‘的運行。這樣一來吞吐量就得到了提升。
Scala栗子
package io.github.liam8.con
import java.util.concurrent.TimeUnit
import java.util.concurrent.locks.{Lock, ReentrantLock}
object LockDemo {
private val rtl: Lock = new ReentrantLock()
var inc: Int = 0
def get(): Int = {
rtl.lock()
try {
inc
} finally {
rtl.unlock()
}
}
def addOne(): Unit = {
rtl.lock()
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1)
inc = 1 + get()
} finally {
rtl.unlock()
}
}
def main(args: Array[String]): Unit = {
for (i <- 1 to 10) {
new Thread {
override def run(): Unit = {
println(s"run thread $i")
addOne()
}
}.start()
}
while (true) {
println(s"inc=$inc")
TimeUnit.SECONDS.sleep(1)
}
}
}
output
run thread 3
run thread 8
run thread 1
run thread 9
run thread 7
run thread 4
run thread 5
run thread 2
run thread 10
run thread 6
inc=0
inc=0
inc=2
inc=3
inc=4
inc=5
inc=6
inc=7
inc=8
inc=8
inc=10
inc=10
inc=10
本文代碼
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