Java中的锁分类及使用实例讲解

  时间:2018-11-07
本文章向大家介绍Java中的锁分类及使用实例讲解,主要包括乐观锁/悲观锁、独享锁/共享锁、互斥锁/读写锁、可重入锁、公平锁/非公平锁、分段锁、偏向锁/轻量级锁/重量级锁、自旋锁以及锁的使用及实践,需要的朋友可以参考一下

1. Java锁的种类

  在笔者面试过程时,经常会被问到各种各样的锁,如乐观锁、读写锁等等,非常繁多,在此做一个总结。介绍的内容如下:

  • 乐观锁/悲观锁
  • 独享锁/共享锁
  • 互斥锁/读写锁
  • 可重入锁
  • 公平锁/非公平锁
  • 分段锁
  • 偏向锁/轻量级锁/重量级锁
  • 自旋锁

  以上是一些锁的名词,这些分类并不是全是指锁的状态,有的指锁的特性,有的指锁的设计,下面总结的内容是对每个锁的名词进行一定的解释。

1.1 乐观锁/悲观锁

  乐观锁与悲观锁并不是特指某两种类型的锁,是人们定义出来的概念或思想,主要是指看待并发同步的角度。

  乐观锁:顾名思义,就是很乐观,每次去拿数据的时候都认为别人不会修改,所以不会上锁,但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据,可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型,这样可以提高吞吐量,在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式CAS(Compare and Swap 比较并交换)实现的。

  悲观锁:总是假设最坏的情况,每次去拿数据的时候都认为别人会修改,所以每次在拿数据的时候都会上锁,这样别人想拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁。比如Java里面的同步原语synchronized关键字的实现就是悲观锁。

  悲观锁适合写操作非常多的场景,乐观锁适合读操作非常多的场景,不加锁会带来大量的性能提升。

  悲观锁在Java中的使用,就是利用各种锁。

  乐观锁在Java中的使用,是无锁编程,常常采用的是CAS算法,典型的例子就是原子类,通过CAS自旋实现原子操作的更新。

1.1.1 乐观锁

  乐观锁总是认为不存在并发问题,每次去取数据的时候,总认为不会有其他线程对数据进行修改,因此不会上锁。但是在更新时会判断其他线程在这之前有没有对数据进行修改,一般会使用“数据版本机制”或“CAS操作”来实现。

(1) 数据版本机制

  实现数据版本一般有两种,第一种是使用版本号,第二种是使用时间戳。以版本号方式为例。

  版本号方式:一般是在数据表中加上一个数据版本号version字段,表示数据被修改的次数,当数据被修改时,version值会加一。当线程A要更新数据值时,在读取数据的同时也会读取version值,在提交更新时,若刚才读取到的version值为当前数据库中的version值相等时才更新,否则重试更新操作,直到更新成功。
核心SQL代码:

1 update table set xxx=#{xxx}, version=version+1 where id=#{id} and version=#{version};

(2) CAS操作

  CAS(Compare and Swap 比较并交换),当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时,只有其中一个线程能更新变量的值,而其它线程都失败,失败的线程并不会被挂起,而是被告知这次竞争中失败,并可以再次尝试。

  CAS操作中包含三个操作数——需要读写的内存位置(V)、进行比较的预期原值(A)和拟写入的新值(B)。如果内存位置V的值与预期原值A相匹配,那么处理器会自动将该位置值更新为新值B,否则处理器不做任何操作。

1.2 悲观锁

  悲观锁认为对于同一个数据的并发操作,一定会发生修改的,哪怕没有修改,也会认为修改。因此对于同一份数据的并发操作,悲观锁采取加锁的形式。悲观的认为,不加锁并发操作一定会出问题。

  在对任意记录进行修改前,先尝试为该记录加上排他锁(exclusive locking)。

  如果加锁失败,说明该记录正在被修改,那么当前查询可能要等待或者抛出异常。具体响应方式由开发者根据实际需要决定。

  如果成功加锁,那么就可以对记录做修改,事务完成后就会解锁了。

  期间如果有其他对该记录做修改或加排他锁的操作,都会等待我们解锁或直接抛出异常。

1.2 独享锁/共享锁

  独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。

  共享锁是指该锁可被多个线程所持有。

  对于Java ReentrantLock而言,其是独享锁。但是对于Lock的另一个实现类ReadWriteLock,其读锁是共享锁,其写锁是独享锁。

  读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的,读写,写读,写写的过程是互斥的。

  独享锁与共享锁也是通过AQS来实现的,通过实现不同的方法,来实现独享或者共享。

  对于Synchronized而言,当然是独享锁。

1.3 互斥锁/读写锁

  上面讲的独享锁/共享锁就是一种广义的说法,互斥锁/读写锁就是具体的实现。

  互斥锁在Java中的具体实现就是ReentrantLock。

  读写锁在Java中的具体实现就是ReadWriteLock。

1.4 可重入锁

  可重入锁又名递归锁,是指在同一个线程在外层方法获取锁的时候,在进入内层方法会自动获取锁。说的有点抽象,下面会有一个代码的示例。

  对于Java ReetrantLock而言,从名字就可以看出是一个重入锁,其名字是Re entrant Lock 重新进入锁。

  对于Synchronized而言,也是一个可重入锁。可重入锁的一个好处是可一定程度避免死锁。

1 synchronized void setA() throws Exception{
2   Thread.sleep(1000);
3   setB();
4 }
5 
6 synchronized void setB() throws Exception{
7   Thread.sleep(1000);
8 }

  上面的代码就是一个可重入锁的一个特点。如果不是可重入锁的话,setB可能不会被当前线程执行,可能造成死锁。

1.5 公平锁/非公平锁

  公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁。

  非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序,有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。有可能,会造成优先级反转或者饥饿现象。

  对于Java ReetrantLock而言,通过构造函数指定该锁是否是公平锁,默认是非公平锁。非公平锁的优点在于吞吐量比公平锁大。

  对于Synchronized而言,也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是通过AQS的来实现线程调度,所以并没有任何办法使其变成公平锁。

1.6 分段锁

  分段锁其实是一种锁的设计,并不是具体的一种锁,对于ConcurrentHashMap而言,其并发的实现就是通过分段锁的形式来实现高效的并发操作。

  我们以ConcurrentHashMap来说一下分段锁的含义以及设计思想,ConcurrentHashMap中的分段锁称为Segment,它即类似于HashMap(JDK7和JDK8中HashMap的实现)的结构,即内部拥有一个Entry数组,数组中的每个元素又是一个链表;同时又是一个ReentrantLock(Segment继承了ReentrantLock)。

  当需要put元素的时候,并不是对整个hashmap进行加锁,而是先通过hashcode来知道他要放在哪一个分段中,然后对这个分段进行加锁,所以当多线程put的时候,只要不是放在一个分段中,就实现了真正的并行的插入。

  但是,在统计size的时候,可就是获取hashmap全局信息的时候,就需要获取所有的分段锁才能统计。

  分段锁的设计目的是细化锁的粒度,当操作不需要更新整个数组的时候,就仅仅针对数组中的一项进行加锁操作。

1.7 偏向锁/轻量级锁/重量级锁

  这三种锁是指锁的状态,并且是针对Synchronized。在Java 5通过引入锁升级的机制来实现高效Synchronized。这三种锁的状态是通过对象监视器在对象头中的字段来表明的。

  偏向锁是指一段同步代码一直被一个线程所访问,那么该线程会自动获取锁。降低获取锁的代价。

  轻量级锁是指当锁是偏向锁的时候,被另一个线程所访问,偏向锁就会升级为轻量级锁,其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁,不会阻塞,提高性能。

  重量级锁是指当锁为轻量级锁的时候,另一个线程虽然是自旋,但自旋不会一直持续下去,当自旋一定次数的时候,还没有获取到锁,就会进入阻塞,该锁膨胀为重量级锁。重量级锁会让他申请的线程进入阻塞,性能降低。

1.8 自旋锁

  在Java中,自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞,而是采用循环的方式去尝试获取锁,这样的好处是减少线程上下文切换的消耗,缺点是循环会消耗CPU。

 

2.锁的使用

2.1 预备知识

2.1.1 AQS

  AbstractQueuedSynchronized 抽象队列式的同步器,AQS定义了一套多线程访问共享资源的同步器框架,许多同步类实现都依赖于它,如常用的ReentrantLock/Semaphore/CountDownLatch…

  

  AQS维护了一个volatile int state(代表共享资源)和一个FIFO线程等待队列(多线程争用资源被阻塞时会进入此队列)。

  state的访问方式有三种:

1 getState()
2 setState()
3 compareAndSetState()

  AQS定义两种资源共享方式:Exclusive(独占,只有一个线程能执行,如ReentrantLock)和Share(共享,多个线程可同时执行,如Semaphore/CountDownLatch)。

  不同的自定义同步器争用共享资源的方式也不同。自定义同步器在实现时只需要实现共享资源state的获取与释放方式即可,至于具体线程等待队列的维护(如获取资源失败入队/唤醒出队等),AQS已经在顶层实现好了。自定义同步器实现时主要实现以下几种方法:

1 isHeldExclusively():该线程是否正在独占资源。只有用到condition才需要去实现它。
2 tryAquire(int):独占方式。尝试获取资源,成功则返回true,失败则返回false。
3 tryRelease(int):独占方式。尝试释放资源,成功则返回true,失败则返回false。
4 tryAcquireShared(int):共享方式。尝试获取资源。负数表示失败;0表示成功,但没有剩余可用资源;正数表示成功,且有剩余资源。
5 tryReleaseShared(int):共享方式。尝试释放资源,如果释放后允许唤醒后续等待结点返回true,否则返回false。

  以ReentrantLock为例,state初始化为0,表示未锁定状态。A线程lock()时,会调用tryAcquire()独占该锁并将state+1。此后,其他线程再tryAcquire()时就会失败,直到A线程unlock()到state=0(即释放锁)为止,其他线程才有机会获取该锁。当然,释放锁之前,A线程自己是可以重复获取此锁的(state会累加),这就是可重入的概念。但要注意,获取多少次就要释放多少次,这样才能保证state是能回到零态的。

  再以CountDownLatch为例,任务分为N个子线程去执行,state为初始化为N(注意N要与线程个数一致)。这N个子线程是并行执行的,每个子线程执行完后countDown()一次,state会CAS减1。等到所有子线程都执行完后(即state=0),会unpark()主调用线程,然后主调用线程就会await()函数返回,继续后余动作。

  一般来说,自定义同步器要么是独占方法,要么是共享方式,他们也只需实现tryAcquire-tryRelease、tryAcquireShared-tryReleaseShared中的一种即可。但AQS也支持自定义同步器同时实现独占和共享两种方式,如ReentrantReadWriteLock。

2.1.2 CAS

  CAS(Compare and Swap 比较并交换)是乐观锁技术,当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时,只有其中一个线程能更新变量的值,而其他线程都失败,失败的线程并不会被挂起,而是被告知这次竞争中失败,并可以再次尝试。

  CAS操作中包含三个操作数——需要读写的内存位置(V)、进行比较的预期原值(A)和拟写入的新值(B)。如果内存位置V的值与预期原值A相匹配,那么处理器会自动将该位置值更新为新值B,否则处理器不做任何操作。无论哪种情况,它都会在CAS指令之前返回该位置的值(在CAS的一些特殊情况下将仅返回CAS是否成功,而不提取当前值)。CAS有效地说明了“我认为位置V应该包含值A;如果包含该值,则将B放到这个位置;否则,不要更改该位置,只告诉我这个位置现在的值即可”。这其实和乐观锁的冲突检查+数据更新的原理是一样的。

JAVA对CAS的支持:

在JDK1.5中新增java.util.concurrent包就是建立在CAS之上的。相对于synchronized这种阻塞算法,CAS是非阻塞算法的一种常见实现。所以java.util.concurrent包中的AtomicInteger为例,看一下在不使用锁的情况下是如何保证线程安全的。主要理解getAndIncrement方法,该方法的作用相当于++i操作。

 1 public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable{
 2   private volatile int value;
 3   public final int get(){
 4     return value;
 5   }
 6 
 7   public final int getAndIncrement(){
 8     for (;;){
 9       int current = get();
10       int next = current + 1;
11       if (compareAndSet(current, next))
12       return current;
13     }
14   }
15  
16   public final boolean compareAndSet(int expect, int update){
17     return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
18   }
19 }

 

2.2 实战

2.2.1 synchronized

  synchronized可重入锁验证

 1 public class MyLockTest implements Runnable {
 2     public synchronized void get() {
 3         System.out.println("2 enter thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
 4         //reentrantLock.lock();
 5         System.out.println("3 get thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
 6         set();
 7         //reentrantLock.unlock();
 8         System.out.println("5 leave run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
 9     }
10 
11     public synchronized void set() {
12         //reentrantLock.lock();
13         System.out.println("4 set thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
14         //reentrantLock.unlock();
15     }
16 
17     @Override
18     public void run() {
19         System.out.println("1 run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
20         get();
21     }
22 
23     public static void main(String[] args) {
24         MyLockTest test = new MyLockTest();
25         for (int i = 0; i < 10; i++) {
26             new Thread(test, "thread-" + i).start();
27         }
28     }
29 
30 }

运行结果

 1 1 run thread name-->thread-0
 2 2 enter thread name-->thread-0
 3 3 get thread name-->thread-0
 4 1 run thread name-->thread-1
 5 1 run thread name-->thread-2
 6 4 set thread name-->thread-0
 7 5 leave run thread name-->thread-0
 8 1 run thread name-->thread-3
 9 2 enter thread name-->thread-2
10 3 get thread name-->thread-2
11 4 set thread name-->thread-2
12 5 leave run thread name-->thread-2
13 2 enter thread name-->thread-1
14 3 get thread name-->thread-1
15 4 set thread name-->thread-1
16 5 leave run thread name-->thread-1
17 2 enter thread name-->thread-3
18 3 get thread name-->thread-3
19 4 set thread name-->thread-3
20 5 leave run thread name-->thread-3
21 1 run thread name-->thread-5
22 2 enter thread name-->thread-5
23 3 get thread name-->thread-5
24 4 set thread name-->thread-5
25 5 leave run thread name-->thread-5
26 1 run thread name-->thread-7
27 1 run thread name-->thread-6
28 2 enter thread name-->thread-7
29 3 get thread name-->thread-7
30 4 set thread name-->thread-7
31 1 run thread name-->thread-4
32 5 leave run thread name-->thread-7
33 1 run thread name-->thread-8
34 2 enter thread name-->thread-8
35 3 get thread name-->thread-8
36 4 set thread name-->thread-8
37 5 leave run thread name-->thread-8
38 1 run thread name-->thread-9
39 2 enter thread name-->thread-4
40 3 get thread name-->thread-4
41 4 set thread name-->thread-4
42 5 leave run thread name-->thread-4
43 2 enter thread name-->thread-6
44 3 get thread name-->thread-6
45 4 set thread name-->thread-6
46 5 leave run thread name-->thread-6
47 2 enter thread name-->thread-9
48 3 get thread name-->thread-9
49 4 set thread name-->thread-9
50 5 leave run thread name-->thread-9

  get()方法中顺利进入了set()方法,说明synchronized的确是可重入锁。分析打印Log,thread-0先进入get方法体,这个时候thread-1、thread-2、thread-3等待进入,但当thread-0离开时,thread-2却先进入了方法体,没有按照thread-1、thread-2、thread-3的顺序进入get方法体,说明sychronized的确是非公平锁。而且在一个线程进入get方法体后,其他线程只能等待,无法同时进入,验证了synchronized是独占锁。

2.2.2 ReentrantLock

  ReentrantLock既可以构造公平锁又可以构造非公平锁,默认为非公平锁,将上面的代码改为用ReentrantLock实现,再次运行。

 1 import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
 2 
 3 public class MyLockTest implements Runnable {
 4 
 5     private ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();
 6 
 7     public void get() {
 8         System.out.println("2 enter thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
 9         reentrantLock.lock();
10         System.out.println("3 get thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
11         set();
12         reentrantLock.unlock();
13         System.out.println("5 leave run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
14     }
15 
16     public void set() {
17         reentrantLock.lock();
18         System.out.println("4 set thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
19         reentrantLock.unlock();
20     }
21 
22     @Override
23     public void run() {
24         System.out.println("1 run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
25         get();
26     }
27 
28     public static void main(String[] args) {
29         MyLockTest test = new MyLockTest();
30         for (int i = 0; i < 10; i++) {
31             new Thread(test, "thread-" + i).start();
32         }
33     }
34 
35 }

运行结果

 1 1 run thread name-->thread-0
 2 2 enter thread name-->thread-0
 3 1 run thread name-->thread-1
 4 2 enter thread name-->thread-1
 5 3 get thread name-->thread-0
 6 4 set thread name-->thread-0
 7 1 run thread name-->thread-3
 8 2 enter thread name-->thread-3
 9 3 get thread name-->thread-3
10 4 set thread name-->thread-3
11 5 leave run thread name-->thread-3
12 1 run thread name-->thread-4
13 2 enter thread name-->thread-4
14 3 get thread name-->thread-4
15 4 set thread name-->thread-4
16 5 leave run thread name-->thread-4
17 1 run thread name-->thread-5
18 2 enter thread name-->thread-5
19 3 get thread name-->thread-5
20 4 set thread name-->thread-5
21 5 leave run thread name-->thread-5
22 1 run thread name-->thread-7
23 2 enter thread name-->thread-7
24 3 get thread name-->thread-7
25 4 set thread name-->thread-7
26 5 leave run thread name-->thread-7
27 5 leave run thread name-->thread-0
28 3 get thread name-->thread-1
29 4 set thread name-->thread-1
30 5 leave run thread name-->thread-1
31 1 run thread name-->thread-2
32 2 enter thread name-->thread-2
33 3 get thread name-->thread-2
34 4 set thread name-->thread-2
35 5 leave run thread name-->thread-2
36 1 run thread name-->thread-9
37 2 enter thread name-->thread-9
38 3 get thread name-->thread-9
39 4 set thread name-->thread-9
40 5 leave run thread name-->thread-9
41 1 run thread name-->thread-6
42 1 run thread name-->thread-8
43 2 enter thread name-->thread-8
44 3 get thread name-->thread-8
45 4 set thread name-->thread-8
46 5 leave run thread name-->thread-8
47 2 enter thread name-->thread-6
48 3 get thread name-->thread-6
49 4 set thread name-->thread-6
50 5 leave run thread name-->thread-6

的确如其名,可重入锁,当然默认的确是非公平锁。thread-0持有锁期间,thread-1等待拥有锁,当thread-0释放锁时thread-3先获取到锁,并非按照先后顺序获取锁的。

将其构造为公平锁,看看运行结果是否符合预期。查看源码构造公平锁很简单,只要在构造器传入boolean值true即可。

1     /**
2      * Creates an instance of {@code ReentrantLock} with the
3      * given fairness policy.
4      *
5      * @param fair {@code true} if this lock should use a fair ordering policy
6      */
7     public ReentrantLock(boolean fair) {
8         sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
9     }

修改上面例程的代码构造方法为:

1 ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(true);

ReentrantLock实现公平锁。

 1 import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
 2 
 3 public class MyLockTest implements Runnable {
 4 
 5     private ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(true);
 6 
 7     public void get() {
 8         System.out.println("2 enter thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
 9         reentrantLock.lock();
10         System.out.println("3 get thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
11         set();
12         reentrantLock.unlock();
13         System.out.println("5 leave run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
14     }
15 
16     public void set() {
17         reentrantLock.lock();
18         System.out.println("4 set thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
19         reentrantLock.unlock();
20     }
21 
22     @Override
23     public void run() {
24         System.out.println("1 run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
25         get();
26     }
27 
28     public static void main(String[] args) {
29         MyLockTest test = new MyLockTest();
30         for (int i = 0; i < 10; i++) {
31             new Thread(test, "thread-" + i).start();
32         }
33     }
34 
35 }

运行结果

 1 1 run thread name-->thread-0
 2 2 enter thread name-->thread-0
 3 3 get thread name-->thread-0
 4 1 run thread name-->thread-2
 5 2 enter thread name-->thread-2
 6 4 set thread name-->thread-0
 7 1 run thread name-->thread-3
 8 2 enter thread name-->thread-3
 9 1 run thread name-->thread-1
10 2 enter thread name-->thread-1
11 1 run thread name-->thread-5
12 2 enter thread name-->thread-5
13 3 get thread name-->thread-2
14 4 set thread name-->thread-2
15 5 leave run thread name-->thread-2
16 5 leave run thread name-->thread-0
17 3 get thread name-->thread-3
18 4 set thread name-->thread-3
19 5 leave run thread name-->thread-3
20 1 run thread name-->thread-9
21 2 enter thread name-->thread-9
22 3 get thread name-->thread-1
23 4 set thread name-->thread-1
24 5 leave run thread name-->thread-1
25 3 get thread name-->thread-5
26 4 set thread name-->thread-5
27 5 leave run thread name-->thread-5
28 3 get thread name-->thread-9
29 4 set thread name-->thread-9
30 5 leave run thread name-->thread-9
31 1 run thread name-->thread-6
32 2 enter thread name-->thread-6
33 3 get thread name-->thread-6
34 4 set thread name-->thread-6
35 1 run thread name-->thread-7
36 5 leave run thread name-->thread-6
37 2 enter thread name-->thread-7
38 3 get thread name-->thread-7
39 4 set thread name-->thread-7
40 5 leave run thread name-->thread-7
41 1 run thread name-->thread-4
42 2 enter thread name-->thread-4
43 3 get thread name-->thread-4
44 1 run thread name-->thread-8
45 2 enter thread name-->thread-8
46 4 set thread name-->thread-4
47 5 leave run thread name-->thread-4
48 3 get thread name-->thread-8
49 4 set thread name-->thread-8
50 5 leave run thread name-->thread-8

  公平锁在多个线程想要同时获取锁的时候,会发现再排队,按照先来后到的顺序进行。

2.2.3 ReentrantReadWriteLock

   读写锁的性能都会比排他锁要好,因为大多数场景读是多于写的。在读多于写的情况下,读写锁能够提供比排它锁更好的并发性和吞吐量。Java并发包提供读写锁的实现是ReentrantReadWriteLock。

特性 说明
公平性选择 支持非公平(默认)和公平的锁获取方式,吞吐量还是非公平优于公平
重进入 该锁支持重进入,以读写线程为例:读线程在获取了读锁之后,能够再次获取读锁。而写线程在获取了写锁之后能够再次获取写锁,同时也可以获取读锁
锁降级 遵循获取写锁、获取读锁再释放写锁的次序,写锁能够降级成为读锁
 1 import java.util.HashMap;
 2 import java.util.Map;
 3 import java.util.concurrent.locks.Lock;
 4 import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
 5 
 6 public class MyLockTest {
 7 
 8     public static void main(String[] args) {
 9         for (int i = 0; i < 10; i++) {
10             new Thread(new Runnable() {
11                 @Override
12                 public void run() {
13                     Cache.put("key", new String(Thread.currentThread().getName() + " joke"));
14                 }
15             }, "threadW-" + i).start();
16             new Thread(new Runnable() {
17                 @Override
18                 public void run() {
19                     System.out.println(Cache.get("key"));
20                 }
21             }, "threadR-" + i).start();
22             new Thread(new Runnable() {
23                 @Override
24                 public void run() {
25                     Cache.clear();
26                 }
27             }, "threadC-" + i).start();
28         }
29     }
30 }
31 
32 class Cache {
33     static Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
34     static ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
35     static Lock r = rwl.readLock();
36     static Lock w = rwl.writeLock();
37 
38     // 获取一个key对应的value
39     public static final Object get(String key) {
40         r.lock();
41         try {
42             System.out.println("get " + Thread.currentThread().getName());
43             return map.get(key);
44         } finally {
45             r.unlock();
46         }
47     }
48 
49     // 设置key对应的value,并返回旧有的value
50     public static final Object put(String key, Object value) {
51         w.lock();
52         try {
53             System.out.println("put " + Thread.currentThread().getName());
54             return map.put(key, value);
55         } finally {
56             w.unlock();
57         }
58     }
59 
60     // 清空所有的内容
61     public static final void clear() {
62         w.lock();
63         try {
64             System.out.println("clear " + Thread.currentThread().getName());
65             map.clear();
66         } finally {
67             w.unlock();
68         }
69     }
70 }

运行结果

 1 put threadW-0
 2 clear threadC-1
 3 put threadW-1
 4 get threadR-1
 5 threadW-1 joke
 6 put threadW-2
 7 get threadR-0
 8 threadW-2 joke
 9 clear threadC-0
10 get threadR-2
11 null
12 clear threadC-4
13 clear threadC-2
14 clear threadC-3
15 put threadW-4
16 put threadW-3
17 get threadR-3
18 threadW-3 joke
19 put threadW-5
20 get threadR-4
21 threadW-5 joke
22 clear threadC-5
23 put threadW-6
24 put threadW-7
25 get threadR-7
26 threadW-7 joke
27 get threadR-5
28 threadW-7 joke
29 get threadR-6
30 threadW-7 joke
31 clear threadC-6
32 clear threadC-7
33 put threadW-8
34 clear threadC-8
35 put threadW-9
36 get threadR-9
37 threadW-9 joke
38 clear threadC-9
39 get threadR-8
40 null

可看到普通HashMap在多线程中数据可见性正常。

参考资料:

https://blog.csdn.net/tyyj90/article/details/78236053

 

原文地址:http://www.manongjc.com/article/17679.html