JUC高并发编程— Lock接口
synchronized
synchronized 关键字
synchronized 是 Java 中的关键字，是一种同步锁。它修饰的对象有以下几种：
- 修饰一个代码块，被修饰的代码块称为同步语句块，其作用的范围是大括号 {} 括起来的代码，作用的对象是调用这个代码块的对象；
- 修饰一个方法，被修饰的方法称为同步方法，其作用的范围是整个方法，作用的对象是调用这个方法的对象；
- 虽然可以使用 synchronized 来定义方法，但 synchronized 并不属于方法定义的一部分，因此，synchronized 关键字不能被继承。如果在父类中的某个方法使用了 synchronized 关键字，而在子类中覆盖了这个方法，在子类中的这个方法默认情况下并不是同步的，而必须显式地在子类的这个方法中加上synchronized 关键字才可以。当然，还可以在子类方法中调用父类中相应的方法，这样虽然子类中的方法不是同步的，但子类调用了父类的同步方法，因此，子类的方法也就相当于同步了。
- 修饰一个静态方法，其作用的范围是整个静态方法，作用的对象是这个类的所有对象；
- 修饰一个类，其作用的范围是 synchronized 后面括号括起来的部分，作用的对象是这个类的所有对象。
售票案例
class Ticket{ private int number = 30; //操作方法：买票 public synchronized void sale(){ if (0<number){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " : 卖出 : " + (number--) + " 剩下: " +number ); } } }如果一个代码块被 synchronized 修饰了，当一个线程获取了对应的锁，并执行该代码块时，其他线程便只能一直等待，等待获取锁的线程释放锁，而这里获取锁的线程释放锁只会有两种情况：
- 获取锁的线程执行完了该代码块，然后线程释放对锁的占有；
- 线程执行发生异常，此时 JVM 会让线程自动释放锁。那么如果这个获取锁的线程由于要等待 IO 或者其他原因（比如调用 sleep方法）被阻塞了，但是又没有释放锁，其他线程便只能干巴巴地等待，试想一下，这多么影响程序执行效率。因此就需要有一种机制可以不让等待的线程一直无期限地等待下去（比如只等待一定的时间或者能够响应中断），通过 Lock 就可以办到。
多线程编程步骤
public class SaleTicket { /** * 多线程编程步骤 * 1. 创建资源类，封装属性和方法 * 2. 创建多线程调用资源类的方法 * * 例: 实现3个售票员卖出30张票 */ // 2.创建多个线程调用资源类 public static void main(String[] args) { //创建Ticket对象 Ticket ticket = new Ticket(); //创建多个线程 new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { //调用资源 for (int i = 0; i < 40 ; i++) { ticket.sale(); } } },"AA").start(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { //调用资源 for (int i = 0; i < 40 ; i++) { ticket.sale(); } } },"BB").start(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { //调用资源 for (int i = 0; i < 40 ; i++) { ticket.sale(); } } },"CC").start(); } } // 1.创建资源类 class Ticket{ private int number = 30; public synchronized void sale(){ if (0<number){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " : 卖出 : " + (number--) + " 剩下: " +number ); } } }Lock
什么是Lock
Lock 锁实现提供了比使用同步方法和语句可以获得的更广泛的锁操作。它们允许更灵活的结构，可能具有非常不同的属性，并且可能支持多个关联的条件对象。Lock 提供了比 synchronized 更多的功能
Lock 与的 Synchronized 区别
- Lock 不是 Java 语言内置的，synchronized 是 Java 语言的关键字，因此是内置特性。Lock 是一个类，通过这个类可以实现同步访问；
- Lock 和 synchronized 有一点非常大的不同，采用 synchronized 不需要用户去手动释放锁，当 synchronized 方法或者 synchronized 代码块执行完之后，系统会自动让线程释放对锁的占用；而 Lock 则必须要用户去手动释放锁，如果没有主动释放锁，就有可能导致出现死锁现象。
Lock接口
public interface Lock { //获取锁 void lock(); void lockInterruptibly() throws InterruptedException; boolean tryLock(); boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException; //释放锁 void unlock(); //返回Condition对象 Condition newCondition(); }lock()
lock() 方法是平常使用得最多的一个方法，就是用来获取锁。如果锁已被其他线程获取，则进行等待。
采用 Lock，必须主动去释放锁，并且在发生异常时，不会自动释放锁。因此一般来说，使用 Lock 必须在 try{}catch{}块中进行，并且将释放锁的操作放在 finally 块中进行，以保证锁一定被被释放，防止死锁的发生。通常使用 Lock 来进行同步的话，是以下面这种形式去使用的：
Lock lock = ...; lock.lock(); try{ //处理任务 }catch(Exception ex){ }finally{ lock.unlock(); //释放锁 }newCondition()
关键字 synchronized 与 wait() / notify()这两个方法一起使用可以实现等待/通知模式， Lock 锁的 newContition() 方法返回 Condition 对象，Condition 类也可以实现等待/通知模式。用 notify() 通知时，JVM 会随机唤醒某个等待的线程， 使用 Condition 类可以进行选择性通知，Condition 比较常用的两个方法：
- await() 会使当前线程等待，同时会释放锁,当其他线程调用 signal() 时，线程会重新获得锁并继续执行。
- signal() 用于唤醒一个等待的线程。
注意：在调用 Condition 的 await() / signal() 方法前，也需要线程持有相关的 Lock 锁，调用 await() 后线程会释放这个锁，在 singal()调用后会从当前 Condition 对象的等待队列中，唤醒 一个线程，唤醒的线程尝试获得锁，一旦获得锁成功就继续执行。
//第一步 创建资源类，定义属性和操作方法 class Share { private int number = 0; //创建Lock private Lock lock = new ReentrantLock(); private Condition condition = lock.newCondition(); //+1 public void incr() throws InterruptedException { //上锁 lock.lock(); try { //判断 while (number != 0) { condition.await(); } //干活 number++; System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" :: "+number); //通知 condition.signalAll(); }finally { //解锁 lock.unlock(); } } //-1 public void decr() throws InterruptedException { lock.lock(); try { while(number != 1) { condition.await(); } number--; System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" :: "+number); condition.signalAll(); }finally { lock.unlock(); } } } //测试类 public class ConditionTest { public static void main(String[] args) { Share share = new Share(); new Thread(()->{ for (int i = 1; i <=10; i++) { try { share.incr(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } },"AA").start(); new Thread(()->{ for (int i = 1; i <=10; i++) { try { share.decr(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } },"BB").start(); new Thread(()->{ for (int i = 1; i <=10; i++) { try { share.incr(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } },"CC").start(); } }ReentrantLock
ReentrantLock，意思是“可重入锁”，是唯一实现了 Lock 接口的类，并且 ReentrantLock 提供了更多的方法。下面通过一些实例看具体看一下如何使用:
public class SaleTicket { public static void main(String[] args) { //创建Ticket对象 LcTicket ticket = new LcTicket(); //创建多个线程 new Thread(()-> { //调用资源 for (int i = 0; i < 40 ; i++) { ticket.sale(); } },"AA").start(); new Thread(()-> { //调用资源 for (int i = 0; i < 40 ; i++) { ticket.sale(); } },"BB").start(); new Thread(()-> { //调用资源 for (int i = 0; i < 40 ; i++) { ticket.sale(); } },"CC").start(); } } // 1.创建资源类 class LcTicket{ private int number = 30; public synchronized void sale(){ ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); //上锁 lock.lock(); try { if (0<number){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " : 卖出 : " + (number--) + " 剩下: " +number ); } } finally { //解锁 lock.unlock(); } } }ReadWriteLock
ReadWriteLock 也是一个接口，在它里面只定义了两个方法：
public interface ReadWriteLock { /** * Returns the lock used for reading. * * @return the lock used for reading */ Lock readLock();//获取读锁 /** * Returns the lock used for writing. * * @return the lock used for writing */ Lock writeLock();//获取写锁 }一个用来获取读锁，一个用来获取写锁。也就是说将文件的读写操作分开，分成 2 个锁来分配给线程，从而使得多个线程可以同时进行读操作。
下面的ReentrantReadWriteLock实现了 ReadWriteLock 接口。ReentrantReadWriteLock 里面提供了很多丰富的方法，不过最主要的有两个方法：readLock() 和 writeLock() 用来获取读锁和写锁。
下面通过几个例子来看一下 ReentrantReadWriteLock 具体用法。
//测试类 public class ReadWriteLockDemo { public static void main(String[] args) { MyCache myCache = new MyCache(); //创建线程写数据 for (int i = 1; i <= 5; i++) { final int num = i; new Thread(()->{ myCache.put(num+"",num+""); },String.valueOf(i)).start(); } //创建线程读数据 for (int i = 1; i <= 5; i++) { final int num = i; new Thread(()->{ myCache.get(num+""); },String.valueOf(i)).start(); } } } class MyCache { //创建map集合 private volatile Map<String,Object> map = new HashMap<>(); //创建读写锁对象 private ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock(); public void put(String key,Object value){ //添加写锁 rwLock.writeLock().lock(); //暂停一会 try { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 正在写操作"+ key); TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300); map.put(key,value); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 完成写操作"+ key); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { rwLock.writeLock().unlock(); } } public Object get(String key){ //添加读锁 rwLock.readLock().lock(); Object result = null; //暂停一会 try { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 正在读操作"+ key); TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300); result = map.get(key); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 完成读操作"+ key); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { //释放读锁 rwLock.readLock().unlock(); } return result; } }注意:
- 如果有一个线程已经占用了读锁，则此时其他线程如果要申请写锁，则申请写锁的线程会一直等待释放读锁。
- 如果有一个线程已经占用了写锁，则此时其他线程如果申请写锁或者读锁，则申请的线程会一直等待释放写锁。
实现多线程的多种方式
创建多线程的多种方式：
- 继承Thread类重写run()方法
- 实现Runable接口中的run()方法
- 实现Callable接口中的call()方法
- 使用线程池方式
//继承Thread类 class MyThread extends Thread{ public void run(){ } } //实现Runnable接口 class MyThread01 implements Runnable{ @Override public void run() { } }