正文

并發(fā)環(huán)境下進行編程時，需要使用鎖機制來同步多線程間的操作，保證共享資源的互斥訪問。加鎖會帶來性能上的損壞，似乎是眾所周知的事情。然而，加鎖本身不會帶來多少的性能消耗，性能主要是在線程的獲取鎖的過程。如果只有一個線程競爭鎖，此時并不存在多線程競爭的情況，那么JVM會進行優(yōu)化，那么這時加鎖帶來的性能消耗基本可以忽略。因此，規(guī)范加鎖的操作，優(yōu)化鎖的使用方法，避免不必要的線程競爭，不僅可以提高程序性能，也能避免不規(guī)范加鎖可能造成線程死鎖問題，提高程序健壯性。下面闡述幾種鎖優(yōu)化的思路。

一、盡量不要鎖住方法

在普通成員函數上加鎖時，線程獲得的是該方法所在對象的對象鎖。此時整個對象都會被鎖住。這也意味著，如果這個對象提供的多個同步方法是針對不同業(yè)務的，那么由于整個對象被鎖住，一個業(yè)務業(yè)務在處理時，其他不相關的業(yè)務線程也必須wait。下面的例子展示了這種情況：

LockMethod類包含兩個同步方法，分別在兩種業(yè)務處理中被調用：

public class LockMethod {

public synchronized void busiA() {

for (int i = 0; i < 10000; i++) {

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "deal with bussiness A:"+i);

}

}

public synchronized void busiB() {

for (int i = 0; i < 10000; i++) {

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "deal with bussiness B:"+i);

}

}

}

BUSSA是線程類，用來處理A業(yè)務，調用的是LockMethod的busiA()方法：

public class BUSSB extends Thread {

LockMethod lockMethod;

void deal(LockMethod lockMethod){

this.lockMethod = lockMethod;

}

@Override

public void run() {

super.run();

lockMethod.busiB();

}

}

TestLockMethod類，使用線程BUSSA與BUSSB進行業(yè)務處理：

public class TestLockMethod extends Thread {

public static void main(String[] args) {

LockMethod lockMethod = new LockMethod();

BUSSA bussa = new BUSSA();

BUSSB bussb = new BUSSB();

bussa.deal(lockMethod);

bussb.deal(lockMethod);

bussa.start();

bussb.start();

}

}

運行程序，可以看到在線程bussa 執(zhí)行的過程中，bussb是不能夠進入函數 busiB()的，因為此時lockMethod 的對象鎖被線程bussa獲取了。

二、縮小同步代碼塊，只鎖數據

有時候為了編程方便，有些人會synchnoized很大的一塊代碼，如果這個代碼塊中的某些操作與共享資源并不相關，那么應當把它們放到同步塊外部，避免長時間的持有鎖，造成其他線程一直處于等待狀態(tài)。尤其是一些循環(huán)操作、同步I/O操作。不止是在代碼的行數范圍上縮小同步塊，在執(zhí)行邏輯上，也應該縮小同步塊，例如多加一些條件判斷，符合條件的再進行同步，而不是同步之后再進行條件判斷，盡量減少不必要的進入同步塊的邏輯。

三、鎖中盡量不要再包含鎖

這種情況經常發(fā)生，線程在得到了A鎖之后，在同步方法塊中調用了另外對象的同步方法，獲得了第二個鎖，這樣可能導致一個調用堆棧中有多把鎖的請求，多線程情況下可能會出現很復雜、難以分析的異常情況，導致死鎖的發(fā)生。下面的代碼顯示了這種情況：

synchronized(A){

synchronized(B){

}

}

或是在同步塊中調用了同步方法：

synchronized(A){

B b = objArrayList.get(0);

b.method(); //這是一個同步方法

}

解決的辦法是跳出來加鎖，不要包含加鎖：

{

B b = null;

synchronized(A){

b = objArrayList.get(0);

}

b.method();

}

四、將鎖私有化，在內部管理鎖

把鎖作為一個私有的對象，外部不能拿到這個對象，更安全一些。對象可能被其他線程直接進行加鎖操作，此時線程便持有了該對象的對象鎖，例如下面這種情況：

class A {

public void method1() {

}

}

class B {

public void method1() {

A a = new A();

synchronized (a) { //直接進行加鎖　　　　　　a.method1();

}

}

}

這種使用方式下，對象a的對象鎖被外部所持有，讓這把鎖在外部多個地方被使用是比較危險的，對代碼的邏輯流程閱讀也造成困擾。一種更好的方式是在類的內部自己管理鎖，外部需要同步方案時，也是通過接口方式來提供同步操作：

class A {

private Object lock = new Object();

public void method1() {

synchronized (lock){

}

}

}

class B {

public void method1() {

A a = new A();

a.method1();

}

}

五、進行適當的鎖分解

考慮下面這段程序：

public class GameServer {

public Map> tables = new HashMap>();

public void join(Player player, Table table) {

if (player.getAccountBalance() > table.getLimit()) {

synchronized (tables) {

List tablePlayers = tables.get(table.getId());

if (tablePlayers.size() < 9) {

tablePlayers.add(player);

}

}

}

}

public void leave(Player player, Table table) {/*省略*/}

public void createTable() {/*省略*/}

public void destroyTable(Table table) {/*省略*/}

}

在這個例子中，join方法只使用一個同步鎖，來獲取tables中的List對象，然后判斷玩家數量是不是小于9，如果是，就調增加一個玩家。當有成千上萬個List存在tables中時，對tables鎖的競爭將非常激烈。在這里，我們可以考慮進行鎖的分解：快速取出數據之后，對List對象進行加鎖，讓其他線程可快速競爭獲得tables對象鎖：

public class GameServer {

public Map < String,

List < Player >> tables = new HashMap < String,

List < Player >> ();

public void join(Player player, Table table) {

if (player.getAccountBalance() > table.getLimit()) {

List < Player > tablePlayers = null;

synchronized(tables) {

tablePlayers = tables.get(table.getId());

}

synchronized(tablePlayers) {

if (tablePlayers.size() < 9) {

tablePlayers.add(player);

}

}

}

}

public void leave(Player player, Table table) {

/*省略*/

}

public void createTable() {

/*省略*/

}

public void destroyTable(Table table) {

/*省略*/

}

}

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java单线程上锁_关于Java多线程编程锁优化的深入学习的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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