为什么存在线程安全问题
单线程执行指令不会出现问题,多线程情况下,当访问一个共享资源,如一个变量、一个对象等统称为临界资源,因为线程执行的不可控,所以导致可能出现线程安全问题。
如何解决问题
采用序列化访问临界资源的方式,即在同一时刻,只能有一个线程访问临界资源。通常来说就是在临界资源上加锁,Java中提供了两个同步互斥的方法synchronized和lock。
Synchronized
Java中的每一个对象中都有一个monitor内部锁,synchronize的原理就是通过获取对象的内部锁实现同步互斥,使用monitorenter、monitorexit指令对对象锁计数操作加减1,当一个线程拿到锁后,其他线程阻塞,等待线程释放锁,阻塞过程是不能被中断的。
注意:
- 当一个线程访问一个对象中的synchronized方法时,其他线程不能访问该对象中任何synchronized方法,非synchronized方法可以,因为一个对象只有一把锁
- 类其实也有一把锁,用于控制对static成员变量的访问,与对象锁互不干扰
当执行synchronized代码块或方法时,出现异常时,jvm会释放当前线程的锁,因此不会出现死锁的情况
synchronized的缺陷
- 等待中的线程不能被中断
- 获取锁有没有成功无法获知
- 当多个线程只是进行读操作时,可以实现线程不冲突
Lock
Java中另外一个实现锁的接口
由于lock不能实现自动释放锁,所以需要手动释放,容易造成死锁,特别注意
主要方法包括:
- lock()--获取锁,如果其他线程已经获取锁则等待,不可中断
- unlock()--解锁
- trylock()--获取锁,成功获取返回true,否则不等待直接返回false
- trylock(long time, TimeUnit unit)--在3的基础上,如果未获取锁则等待time时间,在此期间如果获取到锁则返回true,否则false
- lockInteruptly()--获取锁,如果其他线程已经获取锁则等待,可以中断
ReentrantLock--可重入锁
ReadWriteLock--读写锁
lock与synchronize的区别
- lock是接口,synchronized是Java关键字
- synchronized可以自动释放锁(执行完毕或异常),lock需要手动释放
- synchronized等待中的线程不可中断,lock可以
- lock可以提高多线程读的效率
- lock可以得到获取锁的结构
锁概念
- 可重入锁
表示线程可以重复获取已经获得的锁。从可重入锁可以看出,锁的分配机制,是根据线程分配而不是根据方法分配,比如线程1获取到一个对象的锁,对象中包含两个synchronized修饰的方法,方法A中调用方法B,当线程执行A时无需再获取一次锁,否则将进入死循环
- 可中断锁
lock.lockInteruptly()
- 公平锁
公平锁表示尽量按照请求锁的先后顺序分配锁,即一个线程释放锁后,由等待时间最长的线程获取锁,在初始化ReentrantLock时
Lock lock = new ReentrantLock(true); 表示使用公平锁,默认为false
- 读写锁
ReentrantReadWriteLock