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存储过程锁定并发_Java并发教程–锁定：显式锁定

發布時間：2023/12/3 java 27 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了存储过程锁定并发_Java并发教程–锁定：显式锁定小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

存儲過程鎖定并發

1.簡介

在許多情況下，使用隱式鎖定就足夠了。有時，我們將需要更復雜的功能。在這種情況下， java.util.concurrent.locks包為我們提供了鎖定對象。當涉及到內存同步時，這些鎖的內部機制與隱式鎖相同。區別在于顯式鎖提供其他功能。

與隱式同步相比，主要優點或改進是：

通過讀取或寫入來分離鎖。
一些鎖允許并發訪問共享資源（ ReadWriteLock ）。
獲取鎖的不同方式：
- 阻塞：lock（）

2.鎖對象的分類

鎖定對象實現以下兩個接口之一：

Lock ：定義鎖對象必須實現的基本功能。基本上，這意味著獲取和釋放鎖。與隱式鎖相反，此鎖允許以非阻塞或可中斷的方式（除阻塞方式外）獲取鎖。主要實現：
- 重入鎖

ReadWriteLock ：它保留一對鎖，一個鎖用于只讀操作，另一個鎖用于寫操作。可以通過不同的讀取器線程同時獲取讀取鎖（只要尚未通過寫入鎖獲取資源），而寫入鎖是排他的。這樣，只要沒有寫操作，我們就可以讓多個線程同時讀取資源。主要實現：
- 重入ReadWriteLock

下面的類圖顯示了不同鎖類之間的關系：

3.重入鎖

此鎖的工作方式與同步塊相同。只要一個線程尚未被另一個線程獲取，該線程便會獲取該鎖，并且直到調用unlock之前，它才會釋放該鎖。如果另一個線程已經獲取了該鎖，則嘗試獲取它的線程將被阻塞，直到另一個線程釋放它為止。

我們將從一個沒有鎖的簡單示例開始，然后我們將添加一個可重入鎖以查看其工作方式。

public class NoLocking {public static void main(String[] args) {Worker worker = new Worker();Thread t1 = new Thread(worker, "Thread-1");Thread t2 = new Thread(worker, "Thread-2");t1.start();t2.start();}private static class Worker implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - 1");System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - 2");System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - 3");}} }

由于上面的代碼未同步，因此線程將被交錯。讓我們看一下輸出：

Thread-2 - 1 Thread-1 - 1 Thread-1 - 2 Thread-1 - 3 Thread-2 - 2 Thread-2 - 3

現在，我們將添加一個可重入鎖，以序列化對run方法的訪問：

public class ReentrantLockExample {public static void main(String[] args) {Worker worker = new Worker();Thread t1 = new Thread(worker, "Thread-1");Thread t2 = new Thread(worker, "Thread-2");t1.start();t2.start();}private static class Worker implements Runnable {private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();@Overridepublic void run() {lock.lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - 1");System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - 2");System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - 3");} finally {lock.unlock();}}} }

上面的代碼將安全地執行，而不會交錯線程。您可能意識到我們可以使用同步塊，并且效果是相同的。現在出現的問題是可重入鎖提供給我們什么好處？

下面介紹了使用這種類型的鎖的主要優點：

通過實現Lock接口提供了獲取鎖的其他方式：
- lockInterruptible ：如果另一個線程擁有鎖，則當前線程將嘗試獲取解除鎖定并被阻塞，例如使用lock（）方法。
ReentrantLock類提供的其他方法，主要用于監視或測試。例如， getHoldCount或isHeldByCurrentThread方法。

讓我們看一個使用tryLock的示例，然后再繼續下一個鎖類。

3.1嘗試獲取鎖

在下面的示例中，我們有兩個線程，試圖獲取相同的兩個鎖。

一個線程獲取lock2 ，然后阻止嘗試獲取lock1 ：

public void lockBlocking() {LOGGER.info("{}|Trying to acquire lock2...", Thread.currentThread().getName());lock2.lock();try {LOGGER.info("{}|Lock2 acquired. Trying to acquire lock1...", Thread.currentThread().getName());lock1.lock();LOGGER.info("{}|Both locks acquired", Thread.currentThread().getName());} finally {lock1.unlock();lock2.unlock();} }

另一個線程獲取lock1 ，然后嘗試獲取lock2 。

public void lockWithTry() {LOGGER.info("{}|Trying to acquire lock1...", Thread.currentThread().getName());lock1.lock();try {LOGGER.info("{}|Lock1 acquired. Trying to acquire lock2...", Thread.currentThread().getName());boolean acquired = lock2.tryLock(4, TimeUnit.SECONDS);if (acquired) {try {LOGGER.info("{}|Both locks acquired", Thread.currentThread().getName());} finally {lock2.unlock();}}else {LOGGER.info("{}|Failed acquiring lock2. Releasing lock1", Thread.currentThread().getName());}} catch (InterruptedException e) {//handle interrupted exception} finally {lock1.unlock();} }

使用標準的鎖方法，這將導致死鎖，因為每個線程將永遠等待對方釋放該鎖。但是，這次我們嘗試使用tryLock指定超時來獲取它。如果四秒鐘后仍未成功，它將取消操作并釋放第一個鎖。這將允許另一個線程解除阻塞并獲得兩個鎖。

讓我們看完整的例子：

public class TryLock {private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(TryLock.class);private final ReentrantLock lock1 = new ReentrantLock();private final ReentrantLock lock2 = new ReentrantLock();public static void main(String[] args) {TryLock app = new TryLock();Thread t1 = new Thread(new Worker1(app), "Thread-1");Thread t2 = new Thread(new Worker2(app), "Thread-2");t1.start();t2.start();}public void lockWithTry() {LOGGER.info("{}|Trying to acquire lock1...", Thread.currentThread().getName());lock1.lock();try {LOGGER.info("{}|Lock1 acquired. Trying to acquire lock2...", Thread.currentThread().getName());boolean acquired = lock2.tryLock(4, TimeUnit.SECONDS);if (acquired) {try {LOGGER.info("{}|Both locks acquired", Thread.currentThread().getName());} finally {lock2.unlock();}}else {LOGGER.info("{}|Failed acquiring lock2. Releasing lock1", Thread.currentThread().getName());}} catch (InterruptedException e) {//handle interrupted exception} finally {lock1.unlock();}}public void lockBlocking() {LOGGER.info("{}|Trying to acquire lock2...", Thread.currentThread().getName());lock2.lock();try {LOGGER.info("{}|Lock2 acquired. Trying to acquire lock1...", Thread.currentThread().getName());lock1.lock();LOGGER.info("{}|Both locks acquired", Thread.currentThread().getName());} finally {lock1.unlock();lock2.unlock();}}private static class Worker1 implements Runnable {private final TryLock app;public Worker1(TryLock app) {this.app = app;}@Overridepublic void run() {app.lockWithTry();}}private static class Worker2 implements Runnable {private final TryLock app;public Worker2(TryLock app) {this.app = app;}@Overridepublic void run() {app.lockBlocking();}} }

如果執行代碼，將產生以下輸出：

在第四行之后，每個線程都已獲取一個鎖，并且在嘗試獲取另一個鎖時被阻塞。在下一行，您會注意到四秒鐘的間隔。由于我們已達到超時，因此第一個線程無法獲取鎖并釋放它已經獲取的鎖，從而允許第二個線程繼續。

4. ReentrantReadWriteLock

這種類型的鎖保留一對內部鎖（ ReadLock和WriteLock ）。如接口所述，此鎖允許多個線程同時從資源讀取。當資源具有頻繁讀取但很少寫入的資源時，這特別方便。只要沒有需要編寫的線程，資源就將被并發訪問。

以下示例顯示了三個線程同時從共享資源讀取。當第四個線程需要寫入時，它將排他地鎖定資源，從而防止讀取線程在寫入時訪問該資源。一旦寫入完成并釋放了鎖定，所有讀取器線程將繼續并發訪問資源：

public class ReadWriteLockExample {private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(ReadWriteLockExample.class);final ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();private Data data = new Data("default value");public static void main(String[] args) {ReadWriteLockExample example = new ReadWriteLockExample();example.start();}private void start() {ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(4);for (int i=0; i<3; i++) service.execute(new ReadWorker());service.execute(new WriteWorker());service.shutdown();}class ReadWorker implements Runnable {@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 2; i++) {readWriteLock.readLock().lock();try {LOGGER.info("{}|Read lock acquired", Thread.currentThread().getName());Thread.sleep(3000);LOGGER.info("{}|Reading data: {}", Thread.currentThread().getName(), data.getValue());} catch (InterruptedException e) {//handle interrupted} finally {readWriteLock.readLock().unlock();}}}}class WriteWorker implements Runnable {@Overridepublic void run() {readWriteLock.writeLock().lock();try {LOGGER.info("{}|Write lock acquired", Thread.currentThread().getName());Thread.sleep(3000);data.setValue("changed value");LOGGER.info("{}|Writing data: changed value", Thread.currentThread().getName());} catch (InterruptedException e) {//handle interrupted} finally {readWriteLock.writeLock().unlock();}}} }

控制臺輸出顯示結果：

如您所見，當寫程序線程獲得寫鎖（線程4）時，其他任何線程都無法訪問該資源。

5.結論

這篇文章展示了顯式鎖的主要實現方式，并解釋了相對于隱式鎖的一些改進功能。這篇文章是Java Concurrency Tutorial系列的一部分。單擊此處閱讀本教程的其余部分。

您可以在Github上找到源代碼。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2015/02/java-concurrency-tutorial-locking-explicit-locks.html