synchronized 與 Lock 的區別

時間 2019-11-06

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最近在作一個監控系統，該系統主要包括對數據實時分析和存儲兩個部分，因爲併發量比較高，因此不可避免的使用到了一些併發的知識。爲了實現這些要求，後臺使用一個隊列做爲緩存，對於請求只管往緩存裏寫數據。同時啓動一個線程監聽該隊列，檢測到數據，當即請求調度線程，對數據進行處理。具體的使用方案就是使用同步保證數據的正常，使用線程池提升效率。 java

同步的實現固然是採用鎖了，java中使用鎖的兩個基本工具是 synchronized 和 Lock。

一直很喜歡synchronized，由於使用它很方便。好比，須要對一個方法進行同步，那麼只需在方法的簽名添加一個synchronized關鍵字。

// 未同步的方法

public void test() {}

// 同步的方法

pubilc synchronized void test() {}

synchronized 也能夠用在一個代碼塊上，看

public void test() {

synchronized(obj) {

System.out.println("===");

}

synchronized 用在方法和代碼塊上有什麼區別呢？

synchronized 用在方法簽名上（以test爲例），當某個線程調用此方法時，會獲取該實例的對象鎖，方法未結束以前，其餘線程只能去等待。當這個方法執行完時，纔會釋放對象鎖。其餘線程纔有機會去搶佔這把鎖，去執行方法test,可是發生這一切的基礎應當是全部線程使用的同一個對象實例，才能實現互斥的現象。不然 synchronized關鍵字將失去意義。

（可是若是該方法爲類方法，即其修飾符爲static，那麼synchronized 意味着某個調用此方法的線程當前會擁有該類的鎖，只要該線程持續在當前方法內運行，其餘線程依然沒法得到方法的使用權！）

synchronized 用在代碼塊的使用方式：synchronized(obj){//todo code here}

當線程運行到該代碼塊內，就會擁有obj對象的對象鎖，若是多個線程共享同一個Object對象，那麼此時就會造成互斥！特別的，當obj == this時，表示當前調用該方法的實例對象。即

public void test() {

...

synchronized(this) {

// todo your code

}

...

}

此時，其效果等同於

public synchronized void test() {

// todo your code

}

使用synchronized代碼塊，能夠只對須要同步的代碼進行同步，這樣能夠大大的提升效率。

小結：

使用synchronized 代碼塊相比方法有兩點優點：

一、能夠只對須要同步的使用

二、與wait()/notify()/nitifyAll()一塊兒使用時，比較方便

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wait() 與notify()/notifyAll()

這三個方法都是Object的方法，並非線程的方法！

wait():釋放佔有的對象鎖，線程進入等待池，釋放cpu,而其餘正在等待的線程便可搶佔此鎖，得到鎖的線程便可運行程序。而 sleep()不一樣的是，線程調用此方法後，會休眠一段時間，休眠期間，會暫時釋放cpu，但並不釋放對象鎖。也就是說，在休眠期間，其餘線程依然沒法進入此代碼內部。休眠結束，線程從新得到cpu,執行代碼。 wait()和sleep()最大的不一樣在於wait()會釋放對象鎖，而sleep()不會！

notify(): 該方法會喚醒由於調用對象的wait()而等待的線程，其實就是 對對象鎖的喚醒，從而使得wait()的線程能夠有機會獲取對象鎖。調用notify()後，並不會當即釋放鎖，而是繼續執行當前代碼，直到synchronized中的代碼所有執行完畢，纔會釋放對象鎖。JVM則會在等待的線程中調度一個線程去得到對象鎖，執行代碼。須要注意的是， wait()和notify()必須在synchronized代碼塊中調用。

notifyAll()則是喚醒全部等待的線程。

爲了說明這一點，舉例以下：

兩個線程依次打印"A""B",總共打印10次。

public class Consumer implements Runnable {

@Override

public synchronized void run() {

// TODO Auto-generated method stub

int count = 10;

while (count > 0) {

synchronized (Test. obj ) {

System. out .print( "B" );

count --;

Test. obj .notify(); // 主動釋放對象鎖

try {

Test. obj .wait();

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

public class Produce implements Runnable {

@Override

public void run() {

// TODO Auto-generated method stub

int count = 10;

while (count > 0) {

synchronized (Test. obj ) {

//System.out.print("count = " + count);

System. out .print( "A" );

count --;

Test. obj .notify();

try {

Test. obj .wait();

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

測試類以下：

public class Test {

public static final Object obj = new Object();

public static void main(String[] args) {

new Thread( new Produce()).start();

new Thread( new Consumer()).start();

}

這裏使用static obj做爲鎖的對象，當線程Produce啓動時（假如Produce首先得到鎖，則Consumer會等待），打印「A」後，會先主動釋放鎖，而後阻塞本身。Consumer得到對象鎖，打印「B」，而後釋放鎖，阻塞本身，那麼Produce又會得到鎖，而後...一直循環下去，直到count = 0.這樣，使用Synchronized和wait()以及notify()就能夠達到線程同步的目的。

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除了wait()和notify()協做完成線程同步以外，使用Lock也能夠完成一樣的目的。

ReentrantLock 與synchronized有相同的併發性和內存語義，還包含了中斷鎖等候和定時鎖等候，意味着線程A若是先得到了對象obj的鎖，那麼線程B能夠在等待指定時間內依然沒法獲取鎖，那麼就會自動放棄該鎖。

可是因爲synchronized是在JVM層面實現的，所以系統能夠監控鎖的釋放與否，而ReentrantLock使用代碼實現的，系統沒法自動釋放鎖，須要在代碼中finally子句中顯式釋放鎖lock.unlock();

一樣的例子，使用lock 如何實現呢？

public class Consumer implements Runnable {

private Lock lock ;

public Consumer(Lock lock) {

this . lock = lock;

}

@Override

public void run() {

// TODO Auto-generated method stub