程序员如何搞副业？
文章目录
- 程序员如何搞副业？
- 强烈推荐
- 引言：
- ReentrantLock介绍
- 可重入性（Reentrancy）：
- 公平性（Fairness）：
- 条件变量（Condition）：
- 可中断性（Interruption）：
- 超时获取（Timeout）：
- synchronized 的介绍
- 互斥性（Mutual Exclusion）：
- 可见性（Visibility）：
- 原子性（Atomicity）：
- 隐式锁和释放：
- ReentrantLock 和synchronized 的异同点
- 相同点：
- 不同点：
- ReentrantLock 和synchronized 的应用场景
- `ReentrantLock` 的场景：
- 适合使用 `synchronized` 的场景：
- ReentrantLock 和synchronized 的应用实例
- 使用 `ReentrantLock` 实现线程同步：
- 使用 `synchronized` 实现线程同步：
- 总结：
- 强烈推荐
- 专栏集锦
- 写在最后
强烈推荐
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引言：
在多线程编程中，确保共享资源的安全访问是至关重要的。
为了避免数据竞争和不确定的结果，我们需要使用适当的同步机制来保护共享资源。
Java 中提供了两种主要的线程同步机制：ReentrantLock 和 synchronized。
虽然它们都可以实现线程同步，但在具体的应用中，我们需要根据需求和场景来选择合适的方法。
本文将介绍 ReentrantLock 和 synchronized 的异同点，并通过示例演示它们的应用场景和用法。
ReentrantLock介绍
ReentrantLock 是 Java 中用于实现锁的一个类，它提供了与 synchronized 关键字类似的功能，但更加灵活和强大。与 synchronized 相比，ReentrantLock 提供了更多的操作和控制选项。
-
可重入性（Reentrancy）：
与
synchronized类似，ReentrantLock支持线程的可重入性，即同一个线程可以多次获取同一个锁而不会造成死锁。 -
公平性（Fairness）：
ReentrantLock可以选择是否公平地进行锁的获取。公平锁是指锁的获取按照线程请求的顺序来分配，而非公平锁则不保证这种顺序。公平锁可以避免某些线程长时间被阻塞的情况，但会带来一些性能损耗。 -
条件变量（Condition）：
ReentrantLock提供了Condition接口，可以用来在锁上等待或者唤醒特定的条件。这使得在某些情况下，我们可以更加灵活地控制线程的等待和唤醒。 -
可中断性（Interruption）：
与
synchronized不同，ReentrantLock提供了可中断的获取锁的方法。即在等待锁的过程中，线程可以响应中断信号而提前退出等待。 -
超时获取（Timeout）：
ReentrantLock提供了尝试获取锁的方法，允许线程在一定的时间内尝试获取锁，如果超过指定的时间仍未获取到锁，则返回失败。
使用 ReentrantLock 需要手动进行锁的获取和释放，相对于 synchronized 更加灵活，但也需要更加小心地处理锁的获取和释放，以避免出现死锁等问题。
synchronized 的介绍
synchronized 是 Java 中用于实现线程同步的关键字，可以用来确保多个线程不会同时访问共享资源，从而避免数据竞争和不确定的结果。
-
互斥性（Mutual Exclusion）：
synchronized关键字可以应用于方法或代码块，确保同一时刻只有一个线程可以执行被synchronized修饰的代码，其他线程必须等待当前线程执行完毕才能执行该代码块或方法。 -
可见性（Visibility）：
通过
synchronized关键字，线程在释放锁时会将修改的变量值刷新到主内存，从而保证了在不同线程间的可见性，即一个线程对共享变量的修改对其他线程是可见的。 -
原子性（Atomicity）：
synchronized块中的代码被视为一个不可分割的整体，称为原子操作。这确保了在同一时刻只有一个线程可以执行synchronized块中的代码，从而避免了因多线程并发访问而导致的数据不一致问题。 -
隐式锁和释放：
与
ReentrantLock不同，synchronized使用起来更加简洁，不需要显式地获取和释放锁，锁的获取和释放由 JVM 隐式地管理。
虽然 synchronized 简单易用，但也有一些限制，例如无法设置超时、不支持非块结构的条件等待。在性能方面，synchronized 相对于 ReentrantLock 可能会有一些性能开销，尤其是在高并发场景下。
ReentrantLock 和synchronized 的异同点
ReentrantLock 和 synchronized 都可以用于实现线程同步，但在实现细节、功能和使用方式上有一些异同点：
相同点：
-
实现线程同步：
ReentrantLock和synchronized都可以确保多个线程之间对共享资源的访问是线程安全的，避免了数据竞争和不确定的结果。 -
可重入性：
两者都支持线程的可重入性，即同一个线程可以多次获取同一个锁而不会造成死锁。
-
内置的可见性和原子性：
无论是
ReentrantLock还是synchronized，在释放锁时都会将修改的变量值刷新到主内存，从而保证了在不同线程间的可见性，并且锁的获取和释放都是原子操作。
不同点：
-
灵活性和控制性：
ReentrantLock相比synchronized更加灵活，提供了更多的操作和控制选项，例如可中断性、公平性、超时获取等，以及条件变量的支持。synchronized使用起来更加简洁，不需要显式地获取和释放锁，锁的管理由 JVM 隐式地完成。
-
可中断性：
ReentrantLock支持可中断的锁获取操作，即在等待锁的过程中可以响应中断信号而提前退出等待。synchronized不支持可中断性，一旦线程进入等待状态，只能等待锁的释放。
-
公平性：
ReentrantLock可以选择是否公平地进行锁的获取，即锁的获取按照线程请求的顺序来分配。synchronized不提供公平性选项，它总是非公平的。
-
性能开销：
- 在性能方面，一般情况下
synchronized的性能优于ReentrantLock，因为synchronized的实现经过 JVM 的优化，而ReentrantLock的实现较为复杂，可能会有一些额外的性能开销。但在高并发场景下，ReentrantLock的性能可能会更好，因为它提供了更多的控制选项，可以更好地适应特定的应用场景。
- 在性能方面，一般情况下
综上所述，选择使用 ReentrantLock 还是 synchronized 取决于具体的需求和应用场景，通常情况下建议优先考虑使用 synchronized，除非需要 ReentrantLock 提供的额外功能和灵活性。
ReentrantLock 和synchronized 的应用场景
ReentrantLock 和 synchronized 都可以用于实现线程同步，但它们的应用场景有一些差异：
ReentrantLock 的场景：
-
需要更灵活的锁控制：
如果需要更多的锁控制选项，例如可中断性、公平性、超时获取等，
ReentrantLock是一个更好的选择。例如，在某些情况下，需要能够在等待锁的过程中响应中断信号而提前退出等待，这时候就可以使用ReentrantLock的可中断锁。 -
需要实现读写分离锁：
ReentrantReadWriteLock是ReentrantLock的一个扩展，提供了读写分离锁的功能，适用于读多写少的场景。 -
需要手动释放锁：
ReentrantLock需要手动进行锁的获取和释放，这种手动释放锁的方式可能在某些场景下更加灵活，但也需要更小心地处理锁的获取和释放，以避免出现死锁等问题。
适合使用 synchronized 的场景：
-
简单的同步需求：
对于简单的同步需求，例如对单个方法或代码块进行同步，没有额外的锁控制需求，使用
synchronized更加简洁和方便。 -
性能要求不是关键因素：
在性能要求不是关键因素的情况下，使用
synchronized更加方便，因为它不需要额外的锁管理开销，而且 JVM 对其进行了优化。 -
易于理解和维护：
synchronized使用起来更加简单，不需要手动释放锁，对于代码的可读性和维护性更加友好。
选择使用 ReentrantLock 还是 synchronized 取决于具体的需求和应用场景。
通常情况下，如果没有特殊的锁控制需求，并且性能要求不是关键因素，建议优先考虑使用 synchronized，因为它更简单、更方便。
而在需要更灵活的锁控制、或者性能要求较高的场景下，可以考虑使用 ReentrantLock。
ReentrantLock 和synchronized 的应用实例
使用 ReentrantLock 实现线程同步：
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class ReentrantLockExample {private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();private int count = 0;public void increment() {lock.lock(); // 获取锁try {count++; // 临界区代码} finally {lock.unlock(); // 释放锁}}public int getCount() {return count;}public static void main(String[] args) {ReentrantLockExample example = new ReentrantLockExample();// 创建多个线程并启动for (int i = 0; i < 5; i++) {new Thread(() -> {for (int j = 0; j < 1000; j++) {example.increment(); // 调用 increment 方法}}).start();}// 等待所有线程执行完毕try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 输出最终的 count 值System.out.println("Final count: " + example.getCount());}
}
使用 synchronized 实现线程同步：
public class SynchronizedExample {private int count = 0;public synchronized void increment() { // 使用 synchronized 关键字修饰方法count++; // 临界区代码}public int getCount() {return count;}public static void main(String[] args) {SynchronizedExample example = new SynchronizedExample();// 创建多个线程并启动for (int i = 0; i < 5; i++) {new Thread(() -> {for (int j = 0; j < 1000; j++) {example.increment(); // 调用 increment 方法}}).start();}// 等待所有线程执行完毕try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 输出最终的 count 值System.out.println("Final count: " + example.getCount());}
}
总结：
在多线程编程中，选择合适的线程同步机制对于程序的性能和正确性至关重要。
ReentrantLock 和 synchronized 都是有效的线程同步机制，每种机制都有其优势和适用场景。
在实际开发中，我们应该根据具体的需求和场景来选择合适的机制，并且在编写多线程代码时，始终注意避免死锁和性能瓶颈等问题，以确保程序的正确性和高效性。
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专栏集锦
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