java锁_Java锁

java锁

锁是一种线程同步机制，例如同步块。锁是使用同步块在内部实现的。因此，我们可以在Java中使用锁代替同步关键字。锁比同步块更灵活，更复杂。

从Java 5版本开始，JDK提供了几种锁实现，例如ReentrantReadWriteLock，ReentrantLock和StampedLock等。

1.同步和锁之间的区别

1）我们可以设置一个超时来使用Lock.tryLock（long timeout，TimeUnit timeUnit）方法访问资源，而同步是不可能的。

2）同步块必须完全包含在一个进程中。锁可以包含在两个单独的进程中：lock（）和unlock（）。

3）处于“等待”状态以获取对同步块的访问权限的线程不能被中断。 Lock API提供了方法lockInterruptible（），该方法可在线程等待Lock时中断线程。

2.实现简单锁：

使用synced关键字可以实现简单的增量功能。

public class Counter {private int number = 0;public void increment() {synchronized(number) {return ++number;}}
}

让我们使用Lock接口转换上述程序。

public class Counter {private int number = 0;private Lock lock = new Lock();public void increment() {                   lock.lock();int newNumber  = ++number;lock.unlock();return new number;}
}

在这里，我们使用的是锁接口，而不是synced关键字。

在增加数字之前，我们必须先锁定，以便其他任何人都不能在该块中输入任何内容，直到锁定增加并释放为止。

3.改进代码的方法

假设有些线程正在读取数据，有些线程正在向某些资源写入日期。对于读取线程，如果一个线程正在从资源中读取数据，如果另一个线程也在从资源中读取数据，则不会造成任何问题，但是如果一个线程正在向资源中写入数据，则另一个线程也正在向资源中写入数据，则会引起问题。

对于读取操作，可以允许多个线程从资源读取数据，但不允许写入线程。
如果请求一个线程进行读取访问，而请求一个线程进行写入访问，那么优先级是什么，哪个线程可以访问资源？
如果请求一个线程进行读取访问，则请求第二个线程进行写入访问，如果请求读取访问的线程更多，则如果我们仅允许读取请求的线程，则写入线程将需要等待不确定的时间，这导致饥饿。
为了避免出现这种情况，Java在读取访问和写入访问时设置了一些规则。

3.1 ReadWriteLock

ReadWriteLock是Java 5版本中Java提供的实现；它有两种方法，分别是Lock（）和write-lock（）。

Read Lock方法用于读取操作，而write-lock（）方法用于写入操作。

3.2锁入

Java中的同步块是可重入的。如果Java线程输入了同步的代码块，请在同步块的监视器对象上使用Lock。然后，线程可以输入在同一监视对象上同步的其他Java代码块。

4.让我们考虑以下情形：

Thread1正在获得读取访问权限。
Thread2正在请求写访问权限；由于只有一个阅读器，因此它将被阻止。
线程1再次请求读取访问权限，因为有一个写入请求，它将被阻止。

线程1和线程2都将被阻塞，从而导致死锁情况。

为了使锁重入，Java提供了另一种锁实现。

在使用重入锁定时，我们需要了解一些用例，例如，

在同一对象上，在某些方法中，线程可能会请求读取访问权限；在同一对象上，可能是线程在不同方法中，可能会请求写访问权限，反之亦然。

4.1阅读重入：

如果线程可以获取读访问权限（无写访问权限和写请求），或者该线程已经具有读访问权限，则该线程将被授予重入权限。（无论是否有书面要求）。

4.2写重入：

仅当他们必须具有写访问权限时，才授予写重入权限。

4.3读写入口：

有时，线程必须同时读取和写入访问权限。为此，线程必须是唯一的读取器。

4.4写读入口：

有时，必须具有写访问权的线程也需要读访问权。如果有要求，应始终授予写者读访问权限。如果该线程具有读取访问权限，则其他任何线程都不能具有读取或写入访问权限，因此这并不危险。

基于以上概念，让我们实现ArrayList的同步版本。

ThreadSaftyArrayList.java

public class ThreadSaftyArrayList {private final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();private final Lock writeLock = readWriteLock.writeLock();private final Lock readLock = readWriteLock.readLock();private List list = new ArrayList();public E get(int index){readLock.lock();try {               return list.get(index);} finally {readLock.unlock();}}public void set(E e){writeLock.lock();try {list.add(e);} finally {writeLock.unlock();}}public static void main(String[] args){ThreadSaftyArrayList threadSafeArrayList = new ThreadSaftyArrayList();threadSafeArrayList.set("1");threadSafeArrayList.set("2");threadSafeArrayList.set("3");System.out.println("Printing the First Element : "+threadSafeArrayList.get(1));}
}

注意：从最后一个子句中调用解锁（）：

当使用ReadWriteLock保护关键部分并且关键部分可能会引发异常时，从finally子句内部调用readUnlock（）和writeUnlock（）方法很重要。这样做可以确保ReadWriteLock已解锁，以便其他线程可以锁定它。

伪代码：

lock.lockWrite();try{//do critical section code, which may throw an exception} finally {lock.unlockWrite();}

5.结论

在当前的博客中，我们了解了锁，如何在Java中实现锁，如何替换了同步块。我们还了解了不同类型的锁，例如读取锁和写入锁。我们了解了Starvation（何时发生）以及Reentrance锁，它的用途以及Java中提供的实现类。最后，我们使用ReentrantReadWriteLock类编写了示例ThreadSafty Arraylist类。希望以上教程对Java开发人员和社区有所帮助。