Java并发编程之显示锁ReentrantLock和ReadWriteLock读写锁

在Java5.0之前,只有synchronized(内置锁)和volatile. Java5.0后引入了显示锁ReentrantLock.

ReentrantLock概况

ReentrantLock是可重入的锁,它不同于内置锁, 它在每次使用都需要显示的加锁和解锁, 而且提供了更高级的特性:公平锁, 定时锁, 有条件锁, 可轮询锁, 可中断锁. 可以有效避免死锁的活跃性问题.ReentrantLock实现了

Lock接口:

复制代码 代码如下:

public interface Lock {
          //阻塞直到获得锁或者中断
          void lock();

//阻塞直到获得锁或者中断抛异常
          void lockInterruptibly() throws InterruptedException;

//只有锁可用时才获得,否则直接返回
          boolean tryLock();

//只有锁在指定时间内可用时才获得,否则直接返回,中断时抛异常
          boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

void unlock();

//返回一个绑定在这个锁上的条件
          Condition newCondition();
  }

Lock使用


复制代码 代码如下:

Lock lock = new ReentrantLock();
        lock.lock();
        try{
            //更新对象状态
        }finally{
            //这里注意,一定要有finally代码块去解锁
            //否则容易造成死锁等活跃性问题
            lock.unlock();
        }

ReentrantLock特性

轮询锁的和定时锁

可轮询和可定时的锁请求是通过tryLock()方法实现的,和无条件获取锁不一样. ReentrantLock可以有灵活的容错机制.死锁的很多情况是由于顺序锁引起的, 不同线程在试图获得锁的时候阻塞,并且不释放自己已经持有的锁, 最后造成死锁. tryLock()方法在试图获得锁的时候,如果该锁已经被其它线程持有,则按照设置方式立刻返回,而不是一直阻塞等下去,同时在返回后释放自己持有的锁.可以根据返回的结果进行重试或者取消,进而避免死锁的发生.

公平性

ReentrantLock构造函数中提供公平性锁和非公平锁(默认)两种选择。所谓公平锁,线程将按照他们发出请求的顺序来获取锁,不允许插队;但在非公平锁上,则允许插队:当一个线程发生获取锁的请求的时刻,如果这个锁是可用的,那这个线程将跳过所在队列里等待线程并获得锁。我们一般希望所有锁是非公平的。因为当执行加锁操作时,公平性将讲由于线程挂起和恢复线程时开销而极大的降低性能。考虑这么一种情况:A线程持有锁,B线程请求这个锁,因此B线程被挂起;A线程释放这个锁时,B线程将被唤醒,因此再次尝试获取锁;与此同时,C线程也请求获取这个锁,那么C线程很可能在B线程被完全唤醒之前获得、使用以及释放这个锁。这是种双赢的局面,B获取锁的时刻(B被唤醒后才能获取锁)并没有推迟,C更早地获取了锁,并且吞吐量也获得了提高。在大多数情况下,非公平锁的性能要高于公平锁的性能。

可中断获锁获取操作

lockInterruptibly方法能够在获取锁的同时保持对中断的响应,因此无需创建其它类型的不可中断阻塞操作。

读写锁ReadWriteLock

​ReentrantLock是一种标准的互斥锁,每次最多只有一个线程能持有锁。读写锁不一样,暴露了两个Lock对象,其中一个用于读操作,而另外一个用于写操作。

复制代码 代码如下:

public interface ReadWriteLock {
    /**
     * Returns the lock used for reading.
     *
     * @return the lock used for reading.
     */
    Lock readLock();

/**
     * Returns the lock used for writing.
     *
     * @return the lock used for writing.
     */
    Lock writeLock();
}

可选择实现:

1.释放优先
2.读线程插队
3.重入性
4.降级
5.升级

ReentrantReadWriteLock实现了ReadWriteLock接口,构造器提供了公平锁和非公平锁两种创建方式。读写锁适用于读多写少的情况,可以实现更好的并发性。
 
示例

复制代码 代码如下:

public class ReadWriteMap<K, V> {
    private Map<K, V> map;
    private final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();

private final Lock readLock = lock.readLock();
    private final Lock writeLock = lock.writeLock();

public ReadWriteMap(Map<K, V> map) {
        this.map = map;
    }

public V get(K key) {
        readLock.lock();
        try {
            return map.get(key);
        } finally {
            readLock.unlock();
        }
    }

public void put(K key, V value) {
        writeLock.lock();
        try {
            map.put(key, value);
        } finally {
            writeLock.unlock();
        }
    }
}

时间: 2015-04-11

Java并发编程示例(一):线程的创建和执行

开门见山 在IT圈里,每当我们谈论并发时,必定会说起在一台计算机上同时运行的一系列线程.如果这台电脑上有多个处理器或者是一个多核处理器,那么这时是实实在在的"同时运行":但是,如果计算机只有一个单核处理器,那么这时的"同时运行"只是表象而已. 所有的现代操作系统全部支持任务的并发执行.你可以边听音乐,边上网看新闻,还不耽误首发电子邮件.我们可以说,这种并发是 进程级并发 .在进程内部,我也可以看到有许许多多的并发任务.我们把运行在一个进程里面的并发任务称 线程. 和

Java并发编程示例(五):线程休眠与恢复

有时,我们需要在指定的时间点中断正在执行的线程.比如,每分钟检查一次传感器状态的线程,其余时间,线程不需要做任何事情.在此期间,线程不需要使用计算机的任何资源.过了这段时间之后,并且当Java虚拟机调度了该线程,则该线程继续执行.为此,你可以使用Thread类的sleeep()方法.该方法以休眠的方式来推迟线程的执行,而且整数类型的参数则指明休眠的毫秒数.当调用sleep()方法,休眠时间结束后,Java虚拟机分配给线程CPU运行时间,线程就会继续执行. 另一种是用sleep()方法的方式是通过

Java并发编程示例(九):本地线程变量的使用

共享数据是并发程序最关键的特性之一.对于无论是继承Thread类的对象,还是实现Runnable接口的对象,这都是一个非常周重要的方面. 如果创建了一个实现Runnable接口的类的对象,并使用该对象启动了一系列的线程,则所有这些线程共享相同的属性.换句话说,如果一个线程修改了一个属性,则其余所有线程都会受此改变的影响. 有时,我们更希望能在线程内单独使用,而不和其他使用同一对象启动的线程共享.Java并发接口提供了一种很清晰的机制来满足此需求,该机制称为本地线程变量.该机制的性能也非常可观.

Java并发编程示例(七):守护线程的创建和运行

Java有一种特殊线程,守护线程,这种线程优先级特别低,只有在同一程序中的其他线程不执行时才会执行. 由于守护线程拥有这些特性,所以,一般用为为程序中的普通线程(也称为用户线程)提供服务.它们一般会有一个无限循环,或用于等待请求服务,或用于执行任务等.它们不可以做任何重要的工作,因为我们不确定他们什么时才能分配到CPU运行时间,而且当没有其他线程执行时,它们就会自动终止.这类线程的一个典型应用就是Java的垃圾回收. 在本节示例中,我们将创建两个线程,一个是普通线程,向队列中写入事件:另外一个是

Java并发编程示例(十):线程组

对线程分组是Java并发API提供的一个有趣功能.我们可以将一组线程看成一个独立单元,并且可以随意操纵线程组中的线程对象.比如,可以控制一组线程来运行同样的任务,无需关心有多少线程还在运行,还可以使用一次中断调用中断所有线程的执行. Java提供了ThreadGroup类来控制一个线程组.一个线程组可以通过线程对象来创建,也可以由其他线程组来创建,生成一个树形结构的线程. 根据<Effective Java>的说明,不再建议使用ThreadGroup.建议使用Executor. --D瓜哥特此

Java并发编程示例(六):等待线程执行终止

在某些场景下,我们必须等待线程执行完成才能进行下一步工作.例如,某些程序在开始执行之前,需要先初始化一些资源.这时,我们可以启动一个线程专门来做初始化任务,等到线程任务完成后,再去执行其他部分. 为此,Thread类为我们提供了join()方法.当我们使用线程对象调用此方法时,正在掉调用的线程对象将被推迟到被调用对象执行完成后再开始执行. 在本节,示例程序演示等待初始化方法完成后,再去执行其他任务. 知其然 按照下面所示步骤,完成示例程序. 1.创建一个名为DataSourcesLoader的类

Java并发编程之栅栏(CyclicBarrier)实例介绍

栅栏类似闭锁,但是它们是有区别的. 1.闭锁用来等待事件,而栅栏用于等待其他线程.什么意思呢?就是说闭锁用来等待的事件就是countDown事件,只有该countDown事件执行后所有之前在等待的线程才有可能继续执行;而栅栏没有类似countDown事件控制线程的执行,只有线程的await方法能控制等待的线程执行. 2.CyclicBarrier强调的是n个线程,大家相互等待,只要有一个没完成,所有人都得等着. 场景分析:10个人去春游,规定达到一个地点后才能继续前行.代码如下 复制代码 代码如

Java并发编程之显式锁机制详解

我们之前介绍过synchronized关键字实现程序的原子性操作,它的内部也是一种加锁和解锁机制,是一种声明式的编程方式,我们只需要对方法或者代码块进行声明,Java内部帮我们在调用方法之前和结束时加锁和解锁.而我们本篇将要介绍的显式锁是一种手动式的实现方式,程序员控制锁的具体实现,虽然现在越来越趋向于使用synchronized直接实现原子操作,但是了解了Lock接口的具体实现机制将有助于我们对synchronized的使用.本文主要涉及以下一些内容: 接口Lock的基本组成成员 可重入锁Re

Java并发编程示例(二):获取和设置线程信息

Thread类包含几个属性,这些属性所表示的信息能帮助我们识别线程.观察其状态.控制其优先级等.这些线程包括如下几种: ID: 该属性表示每个线程的唯一标识: Name: 该属性存储每个线程的名称: Priority: 该属性存储每个Thread对象的优先级.线程优先级分1到10十个级别,1表示最低优先级,10表示最高优先级.并不推荐修改线程的优先级,但是如果确实有这方面的需求,也可以尝试一下. Status: 该属性存储线程的状态.线程共有六种不同的状态:新建(new).运行(runnable

深入探究Java多线程并发编程的要点

关键字synchronized synchronized关键可以修饰函数.函数内语句.无论它加上方法还是对象上,它取得的锁都是对象,而不是把一段代码或是函数当作锁. 1,当两个并发线程访问同一个对象object中的这个synchronized(this)同步代码块时,一段时间只能有一个线程得到执行,而另一个线程只有等当前线程执行完以后才能执行这块代码. 2,当一个线程访问object中的一个synchronized(this)同步代码块时,其它线程仍可以访问这个object中是其它非synchr

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在学习Java 多线程并发开发过程中,了解到DelayQueue类的主要作用:是一个无界的BlockingQueue,用于放置实现了Delayed接口的对象,其中的对象只能在其到期时才能从队列中取走.这种队列是有序的,即队头对象的延迟到期时间最长.注意:不能将null元素放置到这种队列中. Delayed,一种混合风格的接口,用来标记那些应该在给定延迟时间之后执行的对象.此接口的实现必须定义一个 compareTo 方法,该方法提供与此接口的 getDelay 方法一致的排序. 在网上看到了一些

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java多线程并发中使用Lockers类将多线程共享资源锁定

复制代码 代码如下: package com.yao; import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Future;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;import java.util.c