java - synchronized与lock的区别

Posted 2021-03-13 cjunn

synchronized与lock的区别

1. 原始构成
   synchronized是关键字属于JVM层面
   　　monitorenter(底层是通过monitor对象来完成,其实wait/notify等对象也依赖于monitor独享只有在同步块或方法中才能调wait/notify等方法)
   　　monitorexit
   Lock是具体类(java.utl.concurrent.locks.Lock)是api层面的锁

2. 使用方法
   synchronized不需要用户去手动释放锁,当synchronized代码执行完后系统会自动让线程释放对锁的占用
   ReentrantLock则需要用户去手动释放锁若没有主动释放锁,就有可能导致出现死锁现象，
   需要lock()和unlock()方法配合try/final语句块来完成。

3. 等待是否可中断
   synchronized不可中断，除非抛出异常或者正常运行完成
   ReentrantLock可中断 设置超时方法tryLock(long timeout,TimeUnit unit)、lockInteerruptibly()放代码块中，调用interrupt()方法可中断

4. 加锁是否公平
   synchronized非公平锁
   ReentrantLock两者都可以,默认公平锁,构造方法可以传入boolean值,true为公平锁,false为非公平锁。

5. 锁可以绑定多个条件Condition
   synchronized则没有
   ReentrantLock用来实现分组唤醒需要唤醒的线程们，可以精准唤醒，而不是像synchronized要么随机唤醒一个线程要么唤醒全部线程。

lock中的Condition类

在JDK1.5之后的ReentrantLock锁，我们可以通过lock.newCondition()来获得一个Condtion实例，通过这个实例可以来控制线程的等待与通知。并且也可以通过多个Condtion实例来做到精准控制某个流程的等待与继续。

该接口的所有方法：

public interface Condition {
     //使当前线程加入 await() 等待队列中，并释放当锁，当其他线程调用signal()会重新请求锁。与Object.wait()类似。
    void await() throws InterruptedException;

    //调用该方法的前提是，当前线程已经成功获得与该条件对象绑定的重入锁，否则调用该方法时会抛出IllegalMonitorStateException。
    //调用该方法后，结束等待的唯一方法是其它线程调用该条件对象的signal()或signalALL()方法。等待过程中如果当前线程被中断，该方法仍然会继续等待，同时保留该线程的中断状态。 
    void awaitUninterruptibly();

    // 调用该方法的前提是，当前线程已经成功获得与该条件对象绑定的重入锁，否则调用该方法时会抛出IllegalMonitorStateException。
    //nanosTimeout指定该方法等待信号的的最大时间（单位为纳秒）。若指定时间内收到signal()或signalALL()则返回nanosTimeout减去已经等待的时间；
    //若指定时间内有其它线程中断该线程，则抛出InterruptedException并清除当前线程的打断状态；若指定时间内未收到通知，则返回0或负数。 
    long awaitNanos(long nanosTimeout) throws InterruptedException;

    //处于等待唤醒状态，并且将自身的锁释放掉
    //当被唤醒时则会持续尝试获取锁，若获取成功则取消等待状态
    //与await()基本一致，唯一不同点在于，指定时间之内没有收到signal()或signalALL()信号或者线程中断时该方法会返回false;其它情况返回true。
    boolean await(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

   //适用条件与行为与awaitNanos(long nanosTimeout)完全一样，唯一不同点在于它不是等待指定时间，而是等待由参数指定的某一时刻。
    boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException;
    
    //唤醒一个在 await()等待队列中的线程。与Object.notify()相似
    void signal();

   //唤醒 await()等待队列中所有的线程。与object.notifyAll()相似
    void signalAll();
}

Condition的使用

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * Condition 配合Lock  实现线程的等待 与通知
 */
public class ConditionTest{
    public static ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
    public static Condition condition =lock.newCondition();
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                lock.lock();//请求锁
                try{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==》进入等待");
                    condition.await();//设置当前线程进入等待
                }catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally{
                    lock.unlock();//释放锁
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"==》继续执行");
            }    
        }.start();
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                lock.lock();//请求锁
                try{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=》进入");
                    Thread.sleep(2000);//休息2秒
                    condition.signal();//随机唤醒等待队列中的一个线程
                    //如果使用的是condition.signalAll();
                    //所有持有condition.await()的线程将不断尝试获取锁，若锁获取成功则将唤醒，继续执行任务。
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"休息结束");
                }catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally{
                    lock.unlock();//释放锁
                }
            }    
        }.start();
    }
}

执行结果：

Thread-0==》进入等待
Thread-1=》进入
Thread-1休息结束
Thread-0==》继续执行