如何使用Lock取代synchronized

Posted 2020-11-18 qfdsj

 

　　如何使用Lock取代synchronized

　　在多线程中，1.5版本之前，我们都使用同步代码块或者同步方法来解决线程安全问题

　　比如：

　　同步代码块

　　synchronized(锁对象){

　　功能代码;

　　}

　　同步方法

　　public synchronized void test(){

　　功能代码;

　　}

　　在1.5版本，在java的工具类包中，java.util.concurrent.locks 中，推出了最新的

　　解决线程安全的方法，就是Lock+Condition的方式，

　　那这两种方式之间的关系和区别是什么呢?

　　加入对于线程常见的生产者消费者模式，我们使用两种方式实现，来看看他们的区别：

　　第一种，使用synchronized

　　我们完成一个男人挣钱女人花的例子

　　需求是如果没钱，男人线程挣一次钱，等待，然后唤醒女人去花钱，花完钱，等待，唤醒

　　男人去挣钱，一直循环这个过程，将男人线程看做生产线程，女人线程看做消费线程。

　　代码如下：

　　//首先完成共享数据

　　class Person{

　　String name;

　　boolean isMoney=true;

　　//挣钱

　　public void zhengQian(){

　　synchronized(this){

　　while(!isMoney){

　　try{wait();}catch(Exception e){}

　　}

　　name=男人;

　　System.out.println(Thread.currentThread().getName()+name+---挣钱---);

　　isMoney=!isMoney;

　　notifyAll();//叫醒所有

　　}

　　}

　　//花钱

　　public void huaQian(){

　　synchronized(this){

　　while(isMoney){

　　try{wait();}catch(Exception e){}

　　}

　　name=women。。。。人;

　　System.out.println(Thread.currentThread().getName()+name+---花=========钱---);

　　isMoney=!isMoney;

　　notifyAll();//叫醒所有

　　}

　　}

　　}

　　//输入线程

　　class In implements Runnable{

　　Person p=null;

　　In(Person p){

　　this.p=p;

　　}

　　public void run(){

　　while(true){

　　p.zhengQian();

　　}

　　}

　　}

　　//输出线程

　　class Out implements Runnable{

　　Person p=null;

　　Out(Person p){

　　this.p=p;

　　}

　　public void run(){

　　while(true){

　　p.huaQian();

　　}

　　}

　　}

　　从代码中可以看出，对于同步代码块或者同步方法来说，都是以锁对象this来控制其锁定的代码的。

　　api中也告诉我们：

　　Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。此实现允许更灵活的结构，可以具有差别很大的属性，可以支持多个相关的 Condition 对象。

　　那使用Lock+Condition怎么来实现呢?

　　代码如下：

　　import java.util.concurrent.locks.*;

　　class Person{

　　String name;

　　boolean isMoney=true;

　　Lock lock=new ReentrantLock();

　　Condition in=lock.newCondition();

　　Condition out=lock.newCondition();

　　//挣钱

　　public void zhengQian(){

　　lock.lock();

　　try{

　　while(!isMoney){

　　try{in.wait();}catch(Exception e){}

　　}

　　name=男人;

　　System.out.println(Thread.currentThread().getName()+name+---挣钱---);

　　isMoney=!isMoney;

　　out.signal();//叫醒对方

　　}finally{

　　lock.unlock();

　　}

　　}

　　//花钱

　　public void huaQian(){

　　lock.lock();

　　try{

　　while(!isMoney){

　　try{out.wait();}catch(Exception e){}

　　}

　　name=women。。。。人;

　　System.out.println(Thread.currentThread().getName()+name+---花=========钱---);

　　isMoney=!isMoney;

　　in.signal();//叫醒对方

　　}finally{

　　lock.unlock();

　　}

　　}

　　}

　　对比发现，Lock+Condition的方式是使用Condition对象来具体操作现场的等待和唤醒的，

　　也就是对于生产线程有专属的生成线程的Condition对象，对消费线程有专属的消费线程的Condition

　　对象，当等待或者唤醒时可以精确的控制是哪方线程，同步代码块或者同步方法在唤醒时，不能精确的

　　唤醒对方，所以只能唤醒全部，这时候增加了线程的判断次数，明显，Lock+Condition是优于synchronized的方式的

　　接下来我们分析下Lock和Condition的关系

　　Lock的子类对象是来取代synchronized的，也就是锁，Condition只是锁的操作对象

　　取代的是以前的锁对象，都拥有等待和唤醒的方法，虽然名字不同，Condition主要是对锁的操作对象

　　进行分类，如下图：

　　上图中，一个Lock对象，创建出来三个Condition对象 x,y,z

　　也就是以后执行这个锁的线程将会被分成三类线程，比如如果执行x.await()，执行这段代码的

　　三个绿色线程将会进入等待状态，再比如z中三个红色线程都处于等待状态，如果执行z.signal(),将会唤醒执行z的三个红色线程中的某一个，这样代码就可以正常运行了。

　　蓝色线两侧分别表示两个Lock的子类对象，每一个lock的Condition之间可以互相操作，对于两个

　　锁之间的Condition，比如，x和Q，就没有直接的关系了

　　好了，这篇文章主要说明下Lock+Condition方式来取代synchronized,希望对大家有所帮助。

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