synchronized及JUC顯式locks?使用原理解析
一、synchronized 有不足
新事物的出現(xiàn)要不是替代老事物，要么就是對老事物的補充
JUC 的 locks 就是對 synchronized 的補充
- 從開始競爭鎖 到拿到鎖這段時間，調(diào)用線程一直是阻塞狀態(tài)，啥都干不了
- 已經(jīng)占有的資源也釋放不了，別的線程也無法獲得；這種不可搶占的情況，更容易帶來死鎖(死鎖產(chǎn)生的原理就是:我占著你要用的資源不給你，你卻不能搶)
- 只有一個條件變量（條件等待隊列），用于線程間的協(xié)調(diào)、通信
二、改進意見
采用更多的措施以避免死鎖 ：
讓不能搶占 變?yōu)?可搶占，占用部分資源的線程進一步申請其他資源時
- 如果能快速申請到，就申請
- 如果不能快速申請到，可以主動釋放它占有的資源
使用者自己可創(chuàng)建多個條件變量，用于線程間的協(xié)調(diào)、通信。
三、可搶占的方法論
3.1 能夠響應中斷
synchronized 的問題是：持有鎖 A 后，如果嘗試獲取鎖 B 失敗，那么線程就進入阻塞狀態(tài)，一旦發(fā)生死鎖，就沒有任何機會來喚醒阻塞的線程。但如果阻塞狀態(tài)的線程能夠響應中斷信號，也就是說當我們給阻塞的線程發(fā)送中斷信號的時候，能夠喚醒它，那它就有機會釋放曾經(jīng)持有的鎖 A。這樣就破壞了不可搶占條件了。
3.2 支持超時
如果線程在一段時間之內(nèi)沒有獲取到鎖，不是進入阻塞狀態(tài)，而是返回一個錯誤，那這個線程也有機會釋放曾經(jīng)持有的鎖。這樣也能破壞不可搶占條件。
3.3 非阻塞地獲取鎖
如果嘗試獲取鎖失敗，并不進入阻塞狀態(tài)，而是直接返回，那這個線程也有機會釋放曾經(jīng)持有的鎖。這樣也能破壞不可搶占條件。
四、可搶占的實現(xiàn) - JUC 的 locks
// 支持中斷的API void lockInterruptibly() throws InterruptedException; // 支持超時的API boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException; // 支持非阻塞獲取鎖的API boolean tryLock();
五、多個 Condition（條件變量或條件等待隊列）
等效于管程中的條件變量，條件變量用于線程間的同步。通過java.util.concurrent.locks.Lock#newCondition()來創(chuàng)建，每個 Condition 都具有一個 waitSet；這樣鎖對象就具備了多個waitSet; Condition 提供了以下方法：用于線程的協(xié)作（線程等待/激活）。
//線程加入此條件變量的等待隊列；類似Object.wait()；使用時也要放到while循環(huán)體內(nèi)。 java.util.concurrent.locks.Condition#await() java.util.concurrent.locks.Condition#awaitUninterruptibly() java.util.concurrent.locks.Condition#awaitNanos() java.util.concurrent.locks.Condition#await(long, java.util.concurrent.TimeUnit) java.util.concurrent.locks.Condition#awaitUntil() //激活此條件變量中的一個線程;類似Object.notify() java.util.concurrent.locks.Condition#signal() //激活此條件變量中的所有線程;類似Object.notifyAll() java.util.concurrent.locks.Condition#signalAll()
java doc 示例：一個有界緩沖，兩個條件等待隊列，分別被生產(chǎn)者線程和消費者線程來使用。
- 生產(chǎn)者線程在 notFull 條件隊列中等待；意思為生產(chǎn)者線程要阻塞等待，直到 有界緩沖不是滿的，才能 put
- 消費者線程在 notEmpty 條件隊列中等待；意思為消費者線程要阻塞等待，直到有界緩沖不是空的，才能 take
class BoundedBuffer {
final Lock lock = new ReentrantLock();
final Condition notFull = lock.newCondition();
final Condition notEmpty = lock.newCondition();
final Object[] items = new Object[100];
int putptr, takeptr, count;
public void put(Object x) throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count == items.length)
notFull.await();
items[putptr] = x;
if (++putptr == items.length) putptr = 0;
++count;
notEmpty.signal();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public Object take() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count == 0)
notEmpty.await();
Object x = items[takeptr];
if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;
--count;
notFull.signal();
return x;
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
六、JUC中l(wèi)ocks的使用規(guī)范
6.1 保證鎖的釋放
Lock l = ...;
l.lock();
try {
// access the resource protected by this lock
} finally {
l.unlock();
}
Lock lock = ...;
if (lock.tryLock()) {
try {
// manipulate protected state
} finally {
lock.unlock();
}
} else {
// perform alternative actions
}
6.2 循環(huán)體中使用 await()
while (XXX)
condition.await();
6.3 同步代碼塊中使用 await()
必須先持有鎖
l.lock();
try {
...
while (XXX)
condition.await();
...
} finally {
l.unlock();
}
以上就是synchronized及JUC顯式locks 使用原理解析的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于synchronized JUC顯式locks 的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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