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synchronized 的局限性 与 Lock 的优点

  • 时间:2018-03-05 17:58
  • 发布:tedu
  • 来源:网络

如果一个代码块被synchronized关键字修饰,当一个线程获取了对应的锁,并执行该代码块时,其他线程便只能一直等待直至占有锁的线程释放锁。事实上,占有锁的线程释放锁一般会是以下三种情况之一:

占有锁的线程执行完了该代码块,然后释放对锁的占有;

占有锁线程执行发生异常,此时JVM会让线程自动释放锁;

占有锁线程进入 WAITING 状态从而释放锁,例如在该线程中调用wait()方法等。

synchronized 是Java语言的内置特性,可以轻松实现对临界资源的同步互斥访问。那么,为什么还会出现Lock呢?试考虑以下三种情况:

Case 1 :

在使用synchronized关键字的情形下,假如占有锁的线程由于要等待IO或者其他原因(比如调用sleep方法)被阻塞了,但是又没有释放锁,那么其他线程就只能一直等待,别无他法。这会极大影响程序执行效率。因此,就需要有一种机制可以不让等待的线程一直无期限地等待下去(比如只等待一定的时间 (解决方案:tryLock(long time, TimeUnit unit)) 或者 能够响应中断 (解决方案:lockInterruptibly())),这种情况可以通过 Lock 解决。

Case 2 :

我们知道,当多个线程读写文件时,读操作和写操作会发生冲突现象,写操作和写操作也会发生冲突现象,但是读操作和读操作不会发生冲突现象。但是如果采用synchronized关键字实现同步的话,就会导致一个问题,即当多个线程都只是进行读操作时,也只有一个线程在可以进行读操作,其他线程只能等待锁的释放而无法进行读操作。因此,需要一种机制来使得当多个线程都只是进行读操作时,线程之间不会发生冲突。同样地,Lock也可以解决这种情况 (解决方案:ReentrantReadWriteLock) 。

Case 3 :

我们可以通过Lock得知线程有没有成功获取到锁 (解决方案:ReentrantLock) ,但这个是synchronized无法办到的。

上面提到的三种情形,我们都可以通过Lock来解决,但 synchronized 关键字却无能为力。事实上,Lock 是 java.util.concurrent.locks包 下的接口,Lock 实现提供了比 synchronized 关键字 更广泛的锁操作,它能以更优雅的方式处理线程同步问题。也就是说,Lock提供了比synchronized更多的功能。但是要注意以下几点:

1)synchronized是Java的关键字,因此是Java的内置特性,是基于JVM层面实现的。而Lock是一个Java接口,是基于JDK层面实现的,通过这个接口可以实现同步访问;

2)采用synchronized方式不需要用户去手动释放锁,当synchronized方法或者synchronized代码块执行完之后,系统会自动让线程释放对锁的占用;而 Lock则必须要用户去手动释放锁,如果没有主动释放锁,就有可能导致死锁现象。

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