• Lock与synchronized 的区别


    多次思考过这个问题,都没有形成理论,今天有时间了,我把他总结出来,希望对大家有所帮助

    1、ReentrantLock 拥有Synchronized相同的并发性和内存语义,此外还多了 锁投票,定时锁等候和中断锁等候

         线程A和B都要获取对象O的锁定,假设A获取了对象O锁,B将等待A释放对O的锁定,

         如果使用 synchronized ,如果A不释放,B将一直等下去,不能被中断

         如果 使用ReentrantLock,如果A不释放,可以使B在等待了足够长的时间以后,中断等待,而干别的事情

        ReentrantLock获取锁定与三种方式:
        a)  lock(), 如果获取了锁立即返回,如果别的线程持有锁,当前线程则一直处于休眠状态,直到获取锁

        b) tryLock(), 如果获取了锁立即返回true,如果别的线程正持有锁,立即返回false;

        c)tryLock(long timeout,TimeUnit unit),   如果获取了锁定立即返回true,如果别的线程正持有锁,会等待参数给定的时间,在等待的过程中,如果获取了锁定,就返回true,如果等待超时,返回false;

        d) lockInterruptibly:如果获取了锁定立即返回,如果没有获取锁定,当前线程处于休眠状态,直到或者锁定,或者当前线程被别的线程中断

    2、synchronized是在JVM层面上实现的,不但可以通过一些监控工具监控synchronized的锁定,而且在代码执行时出现异常,JVM会自动释放锁定但是使用Lock则不行,lock是通过代码实现的,要保证锁定一定会被释放,就必须将unLock()放到finally{}中

    3、在资源竞争不是很激烈的情况下,Synchronized的性能要优于ReetrantLock但是在资源竞争很激烈的情况下,Synchronized的性能会下降几十倍,但是ReetrantLock的性能能维持常态;

    下面内容 是转载 http://zzhonghe.iteye.com/blog/826162

    5.0的多线程任务包对于同步的性能方面有了很大的改进,在原有synchronized关键字的基础上,又增加了ReentrantLock,以及各种Atomic类。了解其性能的优劣程度,有助与我们在特定的情形下做出正确的选择。 

    总体的结论先摆出来:  

    synchronized: 
    在资源竞争不是很激烈的情况下,偶尔会有同步的情形下,synchronized是很合适的原因在于,编译程序通常会尽可能的进行优化synchronize,另外可读性非常好,不管用没用过5.0多线程包的程序员都能理解。 

    ReentrantLock
    ReentrantLock提供了多样化的同步,比如有时间限制的同步,可以被Interrupt的同步(synchronized的同步是不能Interrupt的)等。在资源竞争不激烈的情形下,性能稍微比synchronized差点点。但是当同步非常激烈的时候,synchronized的性能一下子能下降好几十倍。而ReentrantLock确还能维持常态。 

    Atomic
    和上面的类似,不激烈情况下,性能比synchronized略逊,而激烈的时候,也能维持常态。激烈的时候Atomic的性能会优于ReentrantLock一倍左右。但是其有一个缺点,就是只能同步一个值,一段代码中只能出现一个Atomic的变量,多于一个同步无效。因为他不能在多个Atomic之间同步。 


    所以,我们写同步的时候,优先考虑synchronized,如果有特殊需要,再进一步优化

    ReentrantLock和Atomic如果用的不好,不仅不能提高性能,还可能带来灾难。 

    先贴测试结果:再贴代码(Atomic测试代码不准确,一个同步中只能有1个Actomic,这里用了2个,但是这里的测试只看速度) 
    ========================== 
    round:100000 thread:5 
    Sync = 35301694 
    Lock = 56255753 
    Atom = 43467535 
    ========================== 
    round:200000 thread:10 
    Sync = 110514604 
    Lock = 204235455 
    Atom = 170535361 
    ========================== 
    round:300000 thread:15 
    Sync = 253123791 
    Lock = 448577123 
    Atom = 362797227 
    ========================== 
    round:400000 thread:20 
    Sync = 16562148262 
    Lock = 846454786 
    Atom = 667947183 
    ========================== 
    round:500000 thread:25 
    Sync = 26932301731 
    Lock = 1273354016 
    Atom = 982564544

    代码如下:

    Java代码  收藏代码

    package test.thread;

    import static java.lang.System.out;

    import java.util.Random;
    import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
    import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
    import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

    public class TestSyncMethods {

    public static void test(int round,int threadNum,CyclicBarrier cyclicBarrier){
    new SyncTest("Sync",round,threadNum,cyclicBarrier).testTime();
    new LockTest("Lock",round,threadNum,cyclicBarrier).testTime();
    new AtomicTest("Atom",round,threadNum,cyclicBarrier).testTime();
    }

    public static void main(String args[]){

    for(int i=0;i<5;i++){
    int round=100000*(i+1);
    int threadNum=5*(i+1);
    CyclicBarrier cb=new CyclicBarrier(threadNum*2+1);
    out.println("==========================");
    out.println("round:"+round+" thread:"+threadNum);
    test(round,threadNum,cb);

    }
    }
    }

    class SyncTest extends TestTemplate{
    public SyncTest(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){
    super( _id, _round, _threadNum, _cb);
    }
    @Override
    /**
    * synchronized关键字不在方法签名里面,所以不涉及重载问题
    */
    synchronized long getValue() {
    return super.countValue;
    }
    @Override
    synchronized void sumValue() {
    super.countValue+=preInit[index++%round];
    }
    }


    class LockTest extends TestTemplate{
    ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
    public LockTest(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){
    super( _id, _round, _threadNum, _cb);
    }
    /**
    * synchronized关键字不在方法签名里面,所以不涉及重载问题
    */
    @Override
    long getValue() {
    try{
    lock.lock();
    return super.countValue;
    }finally{
    lock.unlock();
    }
    }
    @Override
    void sumValue() {
    try{
    lock.lock();
    super.countValue+=preInit[index++%round];
    }finally{
    lock.unlock();
    }
    }
    }


    class AtomicTest extends TestTemplate{
    public AtomicTest(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){
    super( _id, _round, _threadNum, _cb);
    }
    @Override
    /**
    * synchronized关键字不在方法签名里面,所以不涉及重载问题
    */
    long getValue() {
    return super.countValueAtmoic.get();
    }
    @Override
    void sumValue() {
    super.countValueAtmoic.addAndGet(super.preInit[indexAtomic.get()%round]);
    }
    }
    abstract class TestTemplate{
    private String id;
    protected int round;
    private int threadNum;
    protected long countValue;
    protected AtomicLong countValueAtmoic=new AtomicLong(0);
    protected int[] preInit;
    protected int index;
    protected AtomicInteger indexAtomic=new AtomicInteger(0);
    Random r=new Random(47);
    //任务栅栏,同批任务,先到达wait的任务挂起,一直等到全部任务到达制定的wait地点后,才能全部唤醒,继续执行
    private CyclicBarrier cb;
    public TestTemplate(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){
    this.id=_id;
    this.round=_round;
    this.threadNum=_threadNum;
    cb=_cb;
    preInit=new int[round];
    for(int i=0;i<preInit.length;i++){
    preInit[i]=r.nextInt(100);
    }
    }

    abstract void sumValue();
    /*
    * 对long的操作是非原子的,原子操作只针对32位
    * long是64位,底层操作的时候分2个32位读写,因此不是线程安全
    */
    abstract long getValue();

    public void testTime(){
    ExecutorService se=Executors.newCachedThreadPool();
    long start=System.nanoTime();
    //同时开启2*ThreadNum个数的读写线程
    for(int i=0;i<threadNum;i++){
    se.execute(new Runnable(){
    public void run() {
    for(int i=0;i<round;i++){
    sumValue();
    }

    //每个线程执行完同步方法后就等待
    try {
    cb.await();
    } catch (InterruptedException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
    } catch (BrokenBarrierException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
    }


    }
    });
    se.execute(new Runnable(){
    public void run() {

    getValue();
    try {
    //每个线程执行完同步方法后就等待
    cb.await();
    } catch (InterruptedException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
    } catch (BrokenBarrierException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
    }

    }
    });
    }

    try {
    //当前统计线程也wait,所以CyclicBarrier的初始值是threadNum*2+1
    cb.await();
    } catch (InterruptedException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
    } catch (BrokenBarrierException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
    }
    //所有线程执行完成之后,才会跑到这一步
    long duration=System.nanoTime()-start;
    out.println(id+" = "+duration);

    }

    }

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