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高级java必会系列二:多线程经常使用的3个关键字:synchronized、ReentrantLock、volatile

2016-11-01 18:35 1266 查看
系列一讲解了多线程,本章讲解多线程开发中经常使用到的3个关键字synchronized、ReentrantLock、volatile。

一、synchronized

  互斥锁,即操作互斥,并发线程过来,串行获得锁,串行执行代码。就像一个房间一把钥匙,一个人进去后,下一个人得等第一个人出来得到钥匙才能进入。如果代码写的不好(A),可能出现死锁!(A得到锁,B等待A释放锁,A不释放,B死锁)

示例代码:

   //修饰静态方法:类级别互斥(只要是房子此方法就互斥)
public synchronized static void foo1(){
//do
}

//修饰普通方法:对象级别互斥(只有同一间房子此方法互斥)
public synchronized void foo2(){
//do
}

//修饰代码块
public void foo3(){
//类级别互斥
synchronized(DennyTest.class) {
//do
}
}

//修饰代码块
public void foo4(){
//对象级别互斥
synchronized(this) {
//do
}
}


需要注意的是,经常使用的是对象级别的互斥,那么特别需要注意是同一个对象的锁。新手经常犯错,都不是同一个对象,当然锁不住。

二、ReentrantLock

可重入锁,和同步锁功能类似,不过需要显示的创建、销毁。特点:

1.ReentrantLock有tryLock方法,如果锁被其他线程持有,返回false,可避免形成死锁。

2.创建时可自定义是否可抢占。

3.ReentrantReadWriteLock,用于读多写少,且读不需要互斥的场景,大大提高性能。

示例代码:

1、尝试获取一次
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
if (lock.tryLock()) {  //得到执行,得不到不执行,就一次。
try {
//操作
} finally {
lock.unlock();
}
}
2、同步执行,类似synchronized(也是使用最多的)
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); //参数默认false,不公平锁:可抢占
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); //公平锁:严格按照请求锁的排队顺序获取锁

lock.lock(); //如果被其它资源锁定,会在此等待锁释放,阻塞
try {
//操作
} finally {
lock.unlock();
}
3、尝试等待固定时间再次获取
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); //公平锁
try {
if (lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)) {
//如果已经被lock,尝试等待5s,看是否可以获得锁,如果5s后仍然无法获得锁则返回false
try {
//操作
} finally {
lock.unlock();
}
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace(); //当前线程被中断时(interrupt),会抛InterruptedException
}
4、可中断锁的同步执行
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); //公平锁
lock.lockInterruptibly();
try {
//操作
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}


三、volatile

volatile,翻译过来是易变的。只保证同一变量在多线程中的可见性。

  1)它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置,也不会把前面的指令排到内存屏障的后面;即在执行到内存屏障这句指令时,在它前面的操作已经全部完成;

  2)它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存;

  3)如果是写操作,它会导致其他CPU中对应的缓存行无效。

注意:虽然保证变量是主存数据,但是操作不是原子的,多线程读取到同一个值(是主存的值),同时进行判断或者操作,导致出错。

总结:

可见,synchronized和ReentrantLock是一个级别的,但是volatile只是一个轻量级的关键字。可用场景:

1.状态标记

volatile boolean inited = false;
//线程1:
context = loadContext();
inited = true;

//线程2:
while(!inited ){
sleep()
}
doSomethingwithconfig(context);


2.double check :使用 volatile 关键字来保证多线程下的单例

public class Singleton {
private volatile Singleton instance = null;
public Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized(this) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}


参考资料:

《深入理解Java虚拟机》

《effective java》
http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html
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