Java核心知识点 --- 线程中如何创建锁和使用锁 Lock , 设计一个缓存系统

理论知识很枯燥,但这些都是基本功,学完可能会忘,但等用的时候,会发觉之前的学习是非常有意义的,学习线程就是这样子的. 

1.如何创建锁?

Lock lock = new ReentrantLock();

2.如何使用锁?

可以参看Lock文档,其使用格式如下:

class X {
   private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
   // ...

   public void m() {
     lock.lock();  // block until condition holds
     try {
       // ... method body
     } finally {
       lock.unlock()
     }
   }
 }

在要用的方法前加上锁,比如写操作,然后在finally中将锁打开.

这里,将前文java核心知识点学习----多线程并发之线程同步中的代码改用Lock实现数据同步,改写代码如下:

package com.amos.concurrent;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * @ClassName: LockTest
 * @Description: Lock学习
 * @author: amosli
 * @email:hi_amos@outlook.com
 * @date Apr 22, 2014 1:48:36 AM
 */
public class LockTest {
    public static void main(String[] args) {
        new LockTest().init();
    }

    private void init() {
        final OutPuter outPuter = new OutPuter();
        // 新建一个线程
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                while (true) {
                    // 休息10ms
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    outPuter.output("hi_amos");// 输出
                }
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                while (true) {
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    outPuter.output("amosli");
                }
            }
        }).start();
    }

    static class OutPuter {
        // 方式1:使用synchronized关键字
        // public synchronized void output(String name) {
        // int length = name.length();
        // for (int i = 0; i < length; i++) {
        // System.out.print(name.charAt(i));
        // }
        // System.out.println();
        // }

        // 方式2:使用Lock锁
        Lock lock = new ReentrantLock();

        public void output(String name) {
            lock.lock();// 加锁
            int length = name.length();
            // 输出name,逐个字节读取,并输出
            try {
                for (int i = 0; i < length; i++) {
                    System.out.print(name.charAt(i));
                }
                System.out.println();
            } finally {
                lock.unlock();// 解锁
            }
        }
    }
}

3.synchronized关键字与Lock的区别?

1).Lock是Java5中的新特性,更加面向对象.更类似于生活中的锁.

2).Lock锁一般需要手动开启和关闭,而synchronized则不需要.

建议优先使用Lock.

4.注意事项:

1)多个读锁不互斥,读锁与写锁互斥,写锁与写锁互斥.

2)要实现两个线程互斥,那么要将锁加到同一个被访问对象上.

3)如果你的代码修改数据,只能有一个人在写,且不能同时读取,那就上写锁,总之,读的时候用读锁,写的时候用写锁!

5.设计一个缓存系统

什么是缓存系统? 就是看本地是否已经缓存过此数据,如果已经缓存过,那就直接拿来用;如果没有缓存过,那就查询数据库.

下面看代码:

private Map<String, Object> cache = new HashMap<String, Object>();
    
    public synchronized Object getData(String key){
        Object object = cache.get(key);
        if (object==null) {
            object = "1323";//实际是去queryDB();
        }
        return object;
    }

这里其实是一个超级简单的缓存系统,原理就是:第一次访问的时候把值存入到cache中,第二次访问时,先去看cache中是否有值如果有值,那么就直接去取值,而不是从数据库中去取.

为什么要加上synchronized? 这是为了保持数据互斥,访问的时候不相互影响,因为其中有对object进行赋值操作,这是一个写操作,所以最好加上锁.

如何优化?

private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
    public synchronized Object getData(String key){
        rwl.readLock();//read lock
        Object object = cache.get(key);
        try{
        if (object==null) {
            rwl.readLock().unlock();//释放锁
            rwl.writeLock().lock();//对写加锁
            try{
                object = "1323";//实际是去queryDB();
            }finally{
                rwl.writeLock().unlock();
            }
        }
        }finally{
            rwl.readLock().unlock();
        }
        return object;
    }

上面的代码运用到了刚学到的知识,对所有读和写进行加锁,以保持线程间的互斥,要特别注意的是要在finally中把锁打开,不管程序是否执行成功,因为如果不解锁,那么程序将会产生死锁,关于死锁,将在接下来的文章中介绍.