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楔子
最近一直都比較忙，沒有時間寫博客了。今天項目終于灰度了，可以有時間寫寫博客，看看文章了！！！╮(╯▽╰)╭
今天要寫的主題是Java的基礎知識，Synchronized和Lock鎖的區別！！！
區別
1、ReentrantLock擁有Synchronized相同的并發性和內存語義，此外還多了 鎖投票，定時鎖等候和中斷鎖等候等特性。
線程A和B都要獲取對象O的鎖定，假設A獲取了對象O鎖，B將等待A釋放對O的鎖定
如果使用 synchronized ，如果A不釋放，B將一直等下去，不能被中斷
如果 使用ReentrantLock，如果A不釋放，可以使B在等待了足夠長的時間以后，中斷等待，而干別的事情
ReentrantLock獲取鎖定與三種方式：
lock(), 如果獲取了鎖立即返回，如果別的線程持有鎖，當前線程則一直處于休眠狀態，直到獲取鎖
tryLock(), 如果獲取了鎖立即返回true，如果別的線程正持有鎖，立即返回false；
tryLock(long timeout,TimeUnit unit)， 如果獲取了鎖定立即返回true，如果別的線程正持有鎖，會等待參數給定的時間，在等待的過程中，如果獲取了鎖定，就返回true，如果等待超時，返回false；
lockInterruptibly:如果獲取了鎖定立即返回，如果沒有獲取鎖定，當前線程處于休眠狀態，直到或者鎖定，或者當前線程被別的線程中斷
2、synchronized是在JVM層面上實現的，不但可以通過一些監控工具監控synchronized的鎖定，而且在代碼執行時出現異常，JVM會自動釋放鎖定，但是使用Lock則不行，lock是通過代碼實現的，要保證鎖定一定會被釋放，就必須將unLock()放到finally{}中
3、在資源競爭不是很激烈的情況下，Synchronized的性能要優于ReetrantLock，但是在資源競爭很激烈的情況下，Synchronized的性能會下降幾十倍，但是ReetrantLock的性能能維持常態；
5.0的多線程任務包對于同步的性能方面有了很大的改進，在原有synchronized關鍵字的基礎上，又增加了ReentrantLock，以及各種Atomic類。了解其性能的優劣程度，有助與我們在特定的情形下做出正確的選擇。
簡單的總結
synchronized：
在資源競爭不是很激烈的情況下，偶爾會有同步的情形下，synchronized是很合適的。原因在于，編譯程序通常會盡可能的進行優化synchronize，另外可讀性非常好，不管用沒用過5.0多線程包的程序員都能理解。
ReentrantLock:
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，性能稍微比synchronized差點點。但是當同步非常激烈的時候，synchronized的性能一下子能下降好幾十倍。而ReentrantLock確還能維持常態。
Atomic:
和上面的類似，不激烈情況下，性能比synchronized略遜，而激烈的時候，也能維持常態。激烈的時候，Atomic的性能會優于ReentrantLock一倍左右。但是其有一個缺點，就是只能同步一個值，一段代碼中只能出現一個Atomic的變量，多于一個同步無效。因為他不能在多個Atomic之間同步。
所以，我們寫同步的時候，優先考慮synchronized，如果有特殊需要，再進一步優化。ReentrantLock和Atomic如果用的不好，不僅不能提高性能，還可能帶來災難。
測試結果
先貼測試結果：再貼代碼（Atomic測試代碼不準確，一個同步中只能有1個Actomic，這里用了2個，但是這里的測試只看速度）
round:100000 thread:5
Sync = 35301694
Lock = 56255753
Atom = 43467535
round:200000 thread:10
Sync = 110514604
Lock = 204235455
Atom = 170535361
round:300000 thread:15
Sync = 253123791
Lock = 448577123
Atom = 362797227
round:400000 thread:20
Sync = 16562148262
Lock = 846454786
Atom = 667947183
round:500000 thread:25
Sync = 26932301731
Lock = 1273354016
Atom = 982564544
Java代碼
package test.thread; import static java.lang.System.out; import java.util.Random; import java.util.concurrent.BrokenBarrierException; import java.util.concurrent.CyclicBarrier; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class TestSyncMethods { public static void test(int round,int threadNum,CyclicBarrier cyclicBarrier){ new SyncTest("Sync",round,threadNum,cyclicBarrier).testTime(); new LockTest("Lock",round,threadNum,cyclicBarrier).testTime(); new AtomicTest("Atom",round,threadNum,cyclicBarrier).testTime(); } public static void main(String args[]){ for(int i=0;i<5;i++){ int round=100000*(i+1); int threadNum=5*(i+1); CyclicBarrier cb=new CyclicBarrier(threadNum*2+1); out.println("=========================="); out.println("round:"+round+" thread:"+threadNum); test(round,threadNum,cb); } } } class SyncTest extends TestTemplate{ public SyncTest(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){ super( _id, _round, _threadNum, _cb); } @Override /** * synchronized關鍵字不在方法簽名里面，所以不涉及重載問題 */ synchronized long getValue() { return super.countValue; } @Override synchronized void sumValue() { super.countValue+=preInit[index++%round]; } } class LockTest extends TestTemplate{ ReentrantLock lock=new ReentrantLock(); public LockTest(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){ super( _id, _round, _threadNum, _cb); } /** * synchronized關鍵字不在方法簽名里面，所以不涉及重載問題 */ @Override long getValue() { try{ lock.lock(); return super.countValue; }finally{ lock.unlock(); } } @Override void sumValue() { try{ lock.lock(); super.countValue+=preInit[index++%round]; }finally{ lock.unlock(); } } } class AtomicTest extends TestTemplate{ public AtomicTest(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){ super( _id, _round, _threadNum, _cb); } @Override /** * synchronized關鍵字不在方法簽名里面，所以不涉及重載問題 */ long getValue() { return super.countValueAtmoic.get(); } @Override void sumValue() { super.countValueAtmoic.addAndGet(super.preInit[indexAtomic.get()%round]); } } abstract class TestTemplate{ private String id; protected int round; private int threadNum; protected long countValue; protected AtomicLong countValueAtmoic=new AtomicLong(0); protected int[] preInit; protected int index; protected AtomicInteger indexAtomic=new AtomicInteger(0); Random r=new Random(47); //任務柵欄，同批任務，先到達wait的任務掛起，一直等到全部任務到達制定的wait地點后，才能全部喚醒，繼續執行 private CyclicBarrier cb; public TestTemplate(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){ this.id=_id; this.round=_round; this.threadNum=_threadNum; cb=_cb; preInit=new int[round]; for(int i=0;i<preInit.length;i++){ preInit[i]=r.nextInt(100); } } abstract void sumValue(); /* * 對long的操作是非原子的，原子操作只針對32位 * long是64位，底層操作的時候分2個32位讀寫，因此不是線程安全 */ abstract long getValue(); public void testTime(){ ExecutorService se=Executors.newCachedThreadPool(); long start=System.nanoTime(); //同時開啟2*ThreadNum個數的讀寫線程 for(int i=0;i<threadNum;i++){ se.execute(new Runnable(){ public void run() { for(int i=0;i<round;i++){ sumValue(); } //每個線程執行完同步方法后就等待 try { cb.await(); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } }); se.execute(new Runnable(){ public void run() { getValue(); try { //每個線程執行完同步方法后就等待 cb.await(); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } }); } try { //當前統計線程也wait,所以CyclicBarrier的初始值是threadNum*2+1 cb.await(); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } //所有線程執行完成之后，才會跑到這一步 long duration=System.nanoTime()-start; out.println(id+" = "+duration); } }補充知識
CyclicBarrier和CountDownLatch一樣，都是關于線程的計數器。
- CyclicBarrier初始化時規定一個數目，然后計算調用了CyclicBarrier.await()進入等待的線程數。當線程數達到了這個數目時，所有進入等待狀態的線程被喚醒并繼續。
- CyclicBarrier就象它名字的意思一樣，可看成是個障礙， 所有的線程必須到齊后才能一起通過這個障礙。
- CyclicBarrier初始時還可帶一個Runnable的參數， 此Runnable任務在CyclicBarrier的數目達到后，所有其它線程被喚醒前被執行。