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JAVA高并发编程中的锁应用

发布：烟台培训机构
来源：互联网
时间：2018-03-30 19:30

    在多线程编程中，我们如果使用到了共享资源或数据，往往是需要考虑是否线程安全的问题。这里我们先不考虑天生为多线程服务的ConcurrentMap、BlockingQueue.本文介绍下JAVA中的locks包中的锁有哪些种类，我们编程上该如何选择？下面是目录：
    JAVA中的Lock
    可重入锁（ReentrantLock）
    读写锁（ReadWriteLock）
    1. JAVA的Lock
    在Java Application的编程实践中，我们会使用到多线程，这里就会牵扯到共享资源的保护。当然有些资源本身就有线程安全的保护，例如使用ConcurrentMap,BlockQueue等，天生为多线程服务的。
    通常情况下，只有获得lock的线程才具有对共享资源的访问权限，但是有些锁允许并发访问共享资源，例如：ReadWriteLock.线程访问共享资源，都需要尝试获得锁才可以，java中的Lock实例只是一个普通的java对象，通过lock（）就可以获得锁。
    Lock具有比Synchronized更实用的方法，可以灵活设计程序。使用同步锁要求加锁和释放锁的过程要相反，同步锁比较难以应对灵活多变的需求。例如：业务逻辑A的执行需要锁定B、C,执行B的时候又需要锁定D,然后可以释放B、D,这里的锁定和释放不要求顺序，随意加锁和释放，最重要的是加锁和释放锁不需要在同一个业务块中实现。
    2. 可重入锁（ReentrantLock）
    最简单的解释就是：线程A的业务对共享资源加锁之后，A线程内部又一个业务又需要操作该资源，那么A线程可以直接获得锁，不需要排队等待。这就是可重入锁的解释，就是这么简单。

这就有公平和非公平之分了，有些人喜欢总结，称之为公平锁和非公平锁。公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁，非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，所以有可能造成线程饥饿的现象。非公平锁具有高吞吐量的特点，在业务中根据情况选择合适的使用。JDK文档中说：公平的可重入锁不参与CPU的线程调度，所以可能会有某个线程连续多次获得获得锁，尽管其他线程也是active的状态，但是CPU未分配时间片。

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    3. 读写锁（ReadWriteLock）
    一个读写锁是一对锁：一个只读锁和一个写锁。当资源没有加写锁的时候，读锁可以同时被多个读线程共享。读写锁允许一个线程写共享数据，而多个读线程获得读锁之后并发访问这个共享数据。
    通常情况下，读写锁具有更高的访问并发性，但这也需要根据读和写的频率，以及同一时刻有多少读和写而定。例如：数据读多写少的情况下使用读写锁就很合适。相反，如果写操作过多，会花费大量的时间在加锁的操作上，因此对并发并没有多大的性能提升。这里大家可以结合压力测试和性能分析，确定自己的程序是否应该使用读写锁。
    在使用读写锁的时候需要考虑的事项，这也是读写锁实现需要考虑的原则：
    确定读写优先级，在写少读多的情况下，读优先级比写的高，也可以使用排队公平竞争锁。
    确定读锁是否需要让步于写锁，不让的话，写可能一直不能进行。让，会减少并发。
    确定锁是否可重入。（ReentrantReadWriteLock）
    确定是否允许锁的降级和提升，例如写锁降级成读锁，读锁提升为写锁锁。
    读写锁在使用，JDK提供了ReentrantReadWriteLock类，实现了读写锁并加入了可重入的特性。
    具有可重入锁的公平和非公平模式。（默认参数是非公平的，具有较高的性能）
    可重入的特性。写可重入读，但读不可重入写。所有写锁释放之前，读不可重入。
    锁降级。读锁可降级成写锁，在释放之前先降级成读锁，然后释放。但读锁不可提升成为写锁。
    可中断。在获得锁的过程中可以中断。
    条件的支持。（Condition）

可监控，具有监控手段。

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