JAVA--对象锁

在并发环境下，解决共享资源冲突问题时，可以考虑使用锁机制。

1.对象的锁

所有对象都自动含有单一的锁。

JVM负责跟踪对象被加锁的次数。如果一个对象被解锁，其计数变为0。在任务（线程）第一次给对象加锁的时候，计数变为1。每当这个相同的任务（线程）在此对象上获得锁时，计数会递增。

只有首先获得锁的任务（线程）才能继续获取该对象上的多个锁。

每当任务离开一个synchronized方法，计数递减，当计数为0的时候，锁被完全释放，此时别的任务就可以使用此资源。

2.synchronized同步块

synchronized有两种格式：

格式1：

synchronized(任何对象){

  //访问共享变量的临界区(程序段)，又称同步代码块

}

格式2：同步化方法。在方法的前面加上synchronized，如：

public synchronized void add() {

//临界区

}

共享变量所关联的对象锁是如何选择的？即

synchronized (任何对象) {

//临界区

}

  1.synchronized锁定的是一个具体对象，通常是共享变量的对象。用synchronized括起来的程序段是访问该共享变量的临界区，即synchronized代码块。由于所有锁定同一个对象的线程之间，在synchronized代码块上是互斥的，也就是说，这些线程的synchronized代码块之间是串行执行的，不再是互相交替穿插并发执行，因而保证了synchronized 代码块操作的原子性。但synchronized代码块与所有线程的非synchronized 代码块之间以及非synchronized代码块与非synchronized代码块之间都是互相交替穿插并发执行的，故synchronized代码块操作的原子性是逻辑上的，而不是物理上的不可打断。

 2.每一个Java对象都有且只有一个对象锁。任何时刻，一个对象锁只能被一个线程所拥有。若两个或多个线程锁定的不是同一个对象，则它们的synchronized代码块可以互相交替穿插并发执行。

 

3.所有的非synchronized代码块或方法，都可自由调用。如线程A获得了对象锁，调用需要该对象锁的synchronized代码块，其他线程仍然可以自由调用所有非synchronized方法和代码

 

4.若线程A获得了对象O的对象锁，调用对象O的synchronized代码块或方法，则线程A仍然可以调用其他任何需要对象O的锁的synchronized代码块或方法，这是因为线程A已经获得了对象O的对象锁了。线程A同时可以调用需要另一个对象K的锁的synchronized代码块或方法，这意味着线程A同时拥有对象O和对象K的对象锁。

 

5.只有当一个线程执行完它所调用的synchronized代码块或方法时，无论是正常执行完，还是异常抛出，该线程才会释放所获取的对象锁。synchronized并不必然地保护数据。程序员应该仔细分析，识别出程序中所有的临界区，并对这些临界区施加synchronized机制。若有一处或多处遗漏，则共享变量中数据就会产生错误

 

6.临界区中的共享变量应定义为private型。否则，其他类的方法可能直接访问和操作该共享变量，这样synchronized的保护就失去了意义。所以只能通过临界区访问共享变量。故锁定的对象通常是this，即通常格式都是：synchronized(this){…}

 

7.一定要保证，所有对共享变量的访问与操作均在synchronized代码块中进行。

 

8.通常共享变量都是实例变量。若临界区中的共享变量是一个类变量，则问题复杂化了，因为类方法与实例方法均可访问类变量。而synchronized锁定的必须是对象，不能是类。建议是若临界区中的共享变量是一个类变量，则应该用类方法来访问操作该类变量。这个类方法成为一个临界区，必须将该类方法定义为synchronized方法。所有要访问该共享类变量的实例方法，都应该调用定义为synchronized的类方法进行。若实例方法一定要想在自己的代码内部，不通过synchronized的类方法访问共享类变量，则可通过synchronized(类名.class){…来访问类锁。Java中，每一个类都有一个类对象，这个类对象实际上是java.lang.Class的一个实例对象，所谓类锁就是这个类对象的一把锁。注意类锁与这个类的实例对象的对象锁虽然都是对象锁，却是不同的两把锁。所有像synchronized(类名.class()){＝同步代码块} 这样锁定类对象（注意：不是锁定类的某一个实例对象），其中的synchronized代码块，都是串行执行的，访问或使用类锁要仔细考虑和权衡

 

9.当一个线程进入死亡状态，线程拥有的所有的对象锁都被释放。

3.Lock对象锁

 

Java SE5引入了java.util.concurrent.lock类库，这是解决互斥问题的第二种机制。用ReentrantLock类创建一个Lock对象，来保护临界区。用ReentrantLock保护代码块的基本结构如下。

private Lock locker =new ReentrantLock();

locker.lock(); // 加锁

try{

…

}finally{

  locker.unlock(); // 解锁

  }

lock()与unlock()必须配套使用。必须确保lock()对应的unlock()一定会得到执行。因此，必须把unlock()放到finally块中，确保无论是正常执行，还是异常抛出，unlock()一定会得到执行。

 

 

synchronized和lock的区别:

 

Lock 的锁定是通过代码实现的，而 synchronized 是在 JVM 层面上实现的

synchronized 在锁定时如果方法块抛出异常，JVM 会自动将锁释放掉，不会因为出了异常没有释放锁造成线程死锁。但是 Lock 的话就享受不到 JVM 带来自动的功能，出现异常时必须在 finally 将锁释放掉，否则将会引起死锁。

 

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。