線程同步（互斥）

簡(jiǎn)介：同步（互斥）是相對(duì)于異步（并發(fā)）的概念，線程同步設(shè)計(jì)到鎖的概念；

線程的兩大特性：1.可見性：當(dāng)一個(gè)對(duì)象在多個(gè)線程的工作內(nèi)存中都存在副本時(shí)，一個(gè)內(nèi)存修改共享變量，其他線程也能看到被修改后的值；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2.有序性：保證A線程和B線程有序執(zhí)行；

對(duì)象創(chuàng)建：主內(nèi)存（堆內(nèi)存） --------- ?每個(gè)線程-工作內(nèi)存（線程棧）【存儲(chǔ)主內(nèi)存對(duì)象的副本】；

同步機(jī)制：JDK5.0之前有synchronized修飾符和volatile修飾符，高級(jí)方式有鎖對(duì)象Lock；

synchronized同步鎖

作用：如果一個(gè)代碼塊被synchronized修飾，當(dāng)一個(gè)線程獲取了對(duì)應(yīng)的鎖并執(zhí)行該代碼塊時(shí)，其他線程便只能一直等待直到獲取鎖的線程釋放鎖；

釋放鎖的情況：1.獲取鎖的線程執(zhí)行完了該代碼塊，然后線程釋放對(duì)鎖的占有；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2.線程執(zhí)行發(fā)生異常，此時(shí)JVM會(huì)讓線程自動(dòng)釋放鎖；

缺陷：1.獲取鎖的線程由于要等待IO或者其他原因（比如調(diào)用sleep方法）被阻塞了且未釋放鎖，其他線程便只能等待；（影響程序執(zhí)行效率）

? ? ? ? ? ?2.多個(gè)線程進(jìn)行讀操作，一個(gè)線程進(jìn)行讀操作，其他只能等待；（無法并發(fā)進(jìn)行讀操作）

?每個(gè)鎖對(duì)象都有兩個(gè)隊(duì)列：

1.就緒隊(duì)列：存儲(chǔ)了將要獲得鎖的線程（當(dāng)一個(gè)線程被喚醒(notify)后，才會(huì)進(jìn)入到就緒隊(duì)列，等待CPU的調(diào)度）

2.阻塞隊(duì)列：存儲(chǔ)了被阻塞的線程（當(dāng)一個(gè)線程被wait后，就會(huì)進(jìn)入阻塞隊(duì)列，等待下一次被喚醒）

過程：獲得同步鎖——清空工作內(nèi)存——拷貝對(duì)象副本，執(zhí)行對(duì)象方法——刷新主內(nèi)存——釋放同步鎖

synchronized使用

volatile

用來修飾變量，內(nèi)存模型(主內(nèi)存和線程工作內(nèi)存)確保所有線程可以看到一致的變量值。

volatile是一種弱的同步手段，相對(duì)于synchronized來說，某些情況下使用，可能效率更高，因?yàn)樗皇亲枞?，尤其是讀操作時(shí)，加與不加貌似沒有影響，處理寫操作的時(shí)候，可能消耗的性能更多些。

Lock

Lock接口 實(shí)現(xiàn)提供了比使用synchronized?方法和語句可獲得的更廣泛的鎖定操作，它能以更優(yōu)雅的方式處理線程同步問題。

Lock接口中方法：lock()：獲取鎖，如果鎖已被其他線程獲取，則進(jìn)行等待；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?tryLock()：用來嘗試獲取鎖，會(huì)立即返回true/false（即鎖已被其他線程獲?。谀貌坏芥i時(shí)不會(huì)一直在那等待；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?tryLock(long time, TimeUnit unit)：拿不到鎖時(shí)會(huì)等待一定的時(shí)間，在時(shí)間期限之內(nèi)如果還拿不到鎖就返回false；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?lockInterruptibly()：通過這個(gè)方法去獲取鎖時(shí)，如果線程正在等待獲取鎖，則這個(gè)線程能夠響應(yīng)中斷，即中斷線程的等待狀態(tài)；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（個(gè)人理解：只要有人搶到了這份活，其他人就可以退出，不再等待的場(chǎng)景）

ReentrantLock：唯一實(shí)現(xiàn)了Lock接口的類；

? ??????????????????????????new?ReentrantLock(true)：設(shè)置鎖的公平性；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? isFair()：判斷鎖是否是公平鎖；

　 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?isLocked()：判斷鎖是否被任何線程獲取了；

　????????????????????????isHeldByCurrentThread()：判斷鎖是否被當(dāng)前線程獲取了；

????????????????????????????hasQueuedThreads()：判斷是否有線程在等待該鎖；

ReadWriteLock接口：定義了readLock()和writeLock()方法，將文件的讀寫操作分開，分成2個(gè)鎖來分配給線程，使多個(gè)線程可同時(shí)進(jìn)行讀操作；

ReentrantReadWriteLock：實(shí)現(xiàn)了ReadWriteLock接口的類；

簡(jiǎn)單使用

讀寫鎖

synchronized與Lock

synchronized：1.java語言關(guān)鍵字，內(nèi)置特性；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2.系統(tǒng)自帶讓線程釋放對(duì)鎖的占用；

Lock：1.Java 5后在java.util.concurrent.locks包下實(shí)現(xiàn)同步訪問的接口；

? ? ? ? ? ?2.需手動(dòng)釋放鎖，否則可能死鎖；

Lock優(yōu)勢(shì)：1.可以不讓等待的線程一直無期限地等待下去（比如只等待一定的時(shí)間或者能夠響應(yīng)中斷）；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2.通過Lock可以知道線程有沒有成功獲取到鎖；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?3.讓多個(gè)線程并發(fā)讀?。唬ㄌ岣叨鄠€(gè)線程進(jìn)行讀操作的效率）

總結(jié)：在性能上來說，如果競(jìng)爭(zhēng)資源不激烈，兩者的性能是差不多的

? ? ? ? ? ?而當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)資源非常激烈時(shí)（即有大量線程同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)），此時(shí)Lock的性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于synchronized

鎖的分類

可重入鎖：具備可重入性的鎖，synchronized和ReentrantLock都是可重入鎖；

? ? ? ? ? ? ? ? ? 1.可重入性即已經(jīng)獲取了鎖的線程再次遇到鎖方法不必重新申請(qǐng)鎖；

? ? ? ? ? ? ? ? ? 2.表明鎖的分配機(jī)制：基于線程的分配，而不是基于方法調(diào)用的分配；

簡(jiǎn)單例子

可中斷鎖：可以相應(yīng)中斷的鎖，synchronized就不是可中斷鎖，而Lock是可中斷鎖；

????????????????（線程A執(zhí)行鎖中代碼，線程B等待，由于等的時(shí)間長不想等先處理其他事，就可以讓它中斷自己或在別的線程中中斷它）

公平鎖：盡量以請(qǐng)求鎖的順序來獲取鎖，synchronized就是非公平鎖，ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock可設(shè)置（默認(rèn)非公平鎖）；

? ? ? ? ? ? ? 1.有多個(gè)線程在等待一個(gè)鎖，當(dāng)這個(gè)鎖被釋放時(shí)，等待時(shí)間最久的線程（最先請(qǐng)求的線程）會(huì)獲得該鎖；

? ? ? ? ? ? ? 2.非公平鎖即無法保證鎖的獲取是按照請(qǐng)求鎖的順序進(jìn)行的，可能導(dǎo)致某個(gè)或者一些線程永遠(yuǎn)獲取不到鎖；

讀寫鎖：將對(duì)一個(gè)資源（比如文件）的訪問分成了2個(gè)鎖，一個(gè)讀鎖和一個(gè)寫鎖；

? ? ? ? ? ? ? ?1.使得多個(gè)線程之間的讀操作不會(huì)發(fā)生沖突；

? ? ? ? ? ? ? ?2.ReadWriteLock就是讀寫鎖，它是一個(gè)接口，ReentrantReadWriteLock實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口；