在實際開發過程中如果服務量,請求頻繁,就會經常碰見並行,這時候不做處理就會出現很多非法資料。這時候就需要解決執行緒安全的問題,這時候就可以使用java當中的鎖機制。常用有java關鍵synchronized、可重入鎖ReentrantLock,還有並行包下的Atomic 或者Concurrent的安全型別。
在資源競爭不是很激烈的情況下,偶爾出現並行,需要同步的情形下,synchronized是很合適的。原因在於,編譯程式通常會盡可能的進行優化synchronized,另外可讀性非常好,不管用沒用過5.0多執行緒包的程式設計師都能理解。可以多對方法進行加鎖(同步方法),也可以對物件進行加鎖(同步程式碼快)。
/**
* synchronized用id
*/
private static volatile Long syncId=0L;
/**
* synchronized方式獲取id 同步方法
* @return
*/
public static synchronized Long getSyncId1(){
syncId++;
return syncId;
}
/**
* synchronized方式獲取id 同步程式碼塊
* @return
*/
public static Long getSyncId2(){
synchronized (syncId){
syncId++;
return syncId;
}
}
程式碼可讀性強,畢竟是java的關鍵字,執行優先順序高。synchronized關鍵字一放,就解決執行緒安全的問題。
但是還有一個問題,當前資源競爭激烈時,對於部分執行緒遲遲獲取不到鎖,這時候會出現一個鎖升級的過程,且鎖升級的過程是不可逆的。當從輕量級鎖到偏向鎖,再到一個重量級鎖。效能會大大的降低。
在資源競爭激烈可以使用其他方式來加鎖。
ReentrantLock提供了多樣化的同步,比如有時間限制的同步,可以被Interrupt的同步(synchronized的同步是不能Interrupt的)等。在資源競爭不激烈的情形下,效能稍微比synchronized差點點。但是當同步非常激烈的時候,synchronized的效能一下子能下降好幾十倍。而ReentrantLock還能保證正常的效能。
且這個鎖可以定義成公平鎖還可以定義成非公平鎖。
/**
* ReentrantLock用id
*/
private static volatile Long lockId=0L;
/**
* ReentrantLock公平鎖
*/
private static final ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(true);
/**
* ReentrantLock方式獲取id
* @return
*/
public static Long getLockId(){
reentrantLock.lock();
try {
lockId++;
return lockId;
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
return getLockId();
}finally {
reentrantLock.unlock();
}
}
我這裡以公平鎖作為演示物件。ReentrantLock還可以檢視鎖的狀態, 鎖是否被鎖上了.
可以檢視當前有多少執行緒再等待鎖。但是因為ReentrantLock是悲觀鎖,加鎖時會對資源進行加鎖,當讀取頻繁時效能會不如CAS的樂觀鎖。所以讀取頻繁使用樂觀鎖,寫入頻繁使用悲觀鎖。
和上面的類似,不激烈情況下,效能比synchronized略遜,而激烈的時候,也能維持常態。激烈的時候,Atomic的效能會優於ReentrantLock一倍左右。但是其有一個缺點,就是隻能同步一個值,一段程式碼中只能出現一個Atomic的變數,多於一個同步無效。因為他不能在多個Atomic之間同步。
/**
* Atomic用id
*/
private static volatile AtomicLong atomicId=new AtomicLong(0L);
/**
* Atomic方式獲取id
* @return
*/
public static Long getAtomicId(){
return atomicId.addAndGet(1);
}
對於其他型別的比如和Map和Set可以使用用並行包下的ConcurrentHashMap和ConcurrentHashSet等執行緒安全的資料型別。
/**
* 執行緒安全的hashMap
*/
private static ConcurrentHashMap<String,String> hashMap = new ConcurrentHashMap<>();
public static void put(String key,String value){
hashMap.put(key,value);
}
public static String get(String key{
return hashMap.get(key);
}
ConcurrentHashMap內部的實現是CAS的樂觀鎖,當鎖無法取得會開始自旋,直到下一次取得鎖。