有了Synchronized还需要Lock的原因是什么
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在并发编程领域,有两大核心问题:互斥、同步
互斥:指的是同一时刻只允许一个线程访问共享资源。
同步:指的是线程之间的通信和协作。
这两大问题用管程(monitor,是操作系统中的一个重要概念)都能解决。
Java 关键字Synchronized 已经是管程的一个实现了,那为什么Java SDK并发包还需要搞一个Lock来实现管程呢?这不是重复了嘛?
我们先来看下死锁产生的四个必要条件:
1、互斥:某共享资源一次只允许一个线程占有。
2、占有且等待:一个线程本身占有资源(一种或多种),同时还有资源未得到满足,则不会释放已有的资源。
3、不可抢占:其他线程不能抢占已被别的线程占有的资源。
4、循环等待:线程A等待线程B的资源,线程B等待线程A的资源,这就是循环等待。
只要这4个条件都满足就会发生死锁,也就是说这4个条件我们只要破环一个就不会发生死锁,然而Synchronized无法破环不可抢占条件,因为Synchronized申请资源的时候,如果申请不到,线程就直接进入阻塞状态,进入阻塞状态就啥事都干不了了,所以也释放不了已经占有的资源。
所以就搞了个Lock。Lock搞了3种方法来破环不可抢占的条件。
1、void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
这是个支持中断的API。Synchronized进入阻塞之后就没办法唤醒它,所以针对这个问题想了个支持响应中断的方法,让线程阻塞(lock下是等待状态)的时候可以响应中断信号,从而有机会释放已占有的资源来破环不可抢占的条件。
2、boolean tryLock();
这就是在获取锁的时候,如果获取不到就直接返回,这样也有机会释放已占有的资源来破环不可抢占的条件。
3、boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterrptedException;
这是个支持超时的API,也就是让在一段时间内获取不到资源的线程直接返回一个错误,不进入阻塞状态,那也有机会释放已占有的资源来破环不可抢占的条件。
然后再来说说Lock的实现类一共有三个,一个是ReentrantLock,另两个是ReentrantReadWriteLock类中的两个静态内部类ReadLock和WriteLock。实现思路大同小异。
我来简单说说ReentrantLock,它是利用了volatile 的Happens-Before规则来保证了可见性,ReentrantLock内部持有一个volatile成员变量state,每次获取锁的时候会读写state的值,每次解锁的时候也会读写state的值。看下缩减的示意代码
volatile int state;
lock() {
state = 1;
}
unlock() {
state = 0;
}
volatile 变量规则:对volatile变量的写操作Happens-Before 于后面对这个变量的读操作。
来看个例子:
private final Lock lock = new ReentrantLock();
int a;
public void addOne() {
lock.lock();
try{
a = getA()+1;
} finally {
lock.unlock();
}
}
public int getA() {
lock.lock();
try{
return a;
} finally {
lock.unlock();
}
}
假设现在有两个线程A和B
1、根据程序次序规则:线程A中a = getA()+1;
Happens-Before 于lock.unlock();
2、根据volatile 变量规则:来看lock方法,state=1
,它首先是会读取state的值,而unlock执行state=0
,对state进行了写操作。所以线程A执行了unlock操作,那么根据volatile 变量规则,它是Happens-Before 线程B的lock操作。
3、根据传递性规则:所以线程A中a = getA()+1;
Happens-Before线程B的lock操作。所以线程A中加一之后结果是对线程B可见的!
感谢各位的阅读,以上就是“有了Synchronized还需要Lock的原因是什么”的内容了,经过本文的学习后,相信大家对有了Synchronized还需要Lock的原因是什么这一问题有了更深刻的体会,具体使用情况还需要大家实践验证。这里是创新互联,小编将为大家推送更多相关知识点的文章,欢迎关注!
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