## 關鍵字Synchronized 關鍵字`Synchronized`、`Object.wat()`和`Object.notify()`是在jdk1.5之前用的多線程同步控制的方式，jdk1.5之后就提供了如下的`java.util.concurrent`工具包（簡稱為`juc`并發工具包），可以利用如下的新的工具來實現多線程間的同步。 如下代碼，可以知道其使用場景及作用： ~~~ // 類T class T { // 靜態對象，是在類上的，只有一個 private static Object lock = new Object(); @SneakyThrows public void doSomething(){ // 鎖靜態對象，只有一個，是系統一個鎖 synchronized (lock){ lock.wait(); } } public void doSomething2(){ // 鎖類對象，只有一個，是同一個鎖 synchronized (T.class){ // 做一些事情 lock.notify(); } } // 修飾在實例方法上，實則是在調用對象上加鎖，調用對象不同則鎖不同 public synchronized void doSomething3(){ } // 修飾在靜態方法上，實則是在當前類對象上加鎖，只有一個鎖 public static synchronized void doSomething4(){ } } ~~~ ## 重入鎖 ReentrantLock ### 定義 重入鎖可以允許一個線程連續2次獲取同一把鎖，當然解鎖也需要解鎖2次。(關鍵字synchronized也是重入鎖） ### 重要方法  * lock() 獲取鎖，如果鎖被占用，則等待 * lockInterruptibly() 獲取鎖，但優先響應中斷 可以利用中斷來直接退出等待鎖，釋放資源，防止死鎖 * tryLock() 嘗試獲取鎖，理解返回結果；獲取成功返回true，失敗返回false * tryLock(timeout,unit) 給定時間內嘗試獲取鎖 * unlock() 釋放鎖 ### 公平鎖 構造方法內傳遞fair=true，則返回的是公平鎖，默認是非公平鎖，關鍵字synchronized也是非公平鎖。 ``` ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); ``` 公平鎖會按鎖的線程等待隊列的順序，公平的讓線程獲取到鎖，所以性能會比非公平鎖低。 ## 等待隊列 Condition `Condition`是重入鎖的好搭檔，讓鎖可以支持多個等待隊列。提供了和`Object.wait()`、`Object.notify()`和對應功能的方法`Condition.await()`、`Condition.signal()`和`Condition.signalAll()`  具體使用可參考`ArrayBlockQueue`的實現。 ## 信號量 Semaphore 無論是內部鎖synchronized還是重入鎖ReentrantLock，一次都只允許一個線程訪問臨界區資源。而 `Semaphore`可以同時允許多個線程同時訪問某一個資源。 構造方法如下： ~~~ public Semaphore(int permits)；// 第一個參數信號量數量 public Semaphore(int permits, boolean fair); // 第二個參數是否公平 ~~~ 主要方法如下： ``` public void acquire(); // 獲取許可，阻塞直到獲取到或者線程被中斷 public void acquireUninterruptibly(); // 獲取許可，阻塞直到獲取到，不響應中斷 public boolean tryAcquire(); // 嘗試獲取許可，直接返回結果 public boolean tryAcquire(long timeout,TimeUnit unit); // 在限定時間內嘗試獲取許可 public void release(); // 釋放許可 ``` 是一個有效的流量控制工具，它基于AQS共享鎖實現。常常用它來控制對有限資源的訪問。 * 每次使用資源前，先申請一個信號量，如果資源數不夠，就會阻塞等待； * 每次釋放資源后，就釋放一個信號量。 ## 讀寫鎖 ReadWriteLock 讀寫分離鎖可以減少鎖競爭，提升性能，適合在讀多寫少的場景使用。 是JDK5中提供的，實現類有`ReentrantReadWriteLock`。  ~~~ ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock(); Lock readLock = readWriteLock.readLock();// 讀鎖，共享鎖 Lock writeLock = readWriteLock.writeLock();// 寫鎖，獨占鎖 ~~~ ## 倒計數器 CountDownLatch CountDownLatch是一個非常實用的多線程控制工具類，可以讓某一個線程等待，直到倒計數器結束。典型的場景，如火箭發射時的倒數計時（等待各個發射細節就位）。  ~~~ CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3); // 注意：相關檢查是多線程并發執行的 // 檢查1 // doCheck1() countDownLatch.countDown(); // 檢查2 // doCheck2() countDownLatch.countDown(); // 檢查3 // doCheck3() countDownLatch.countDown(); // 等待檢查完成，再執行發射邏輯 countDownLatch.await(); // 點火發射 // doFire() ~~~ ## 循環柵欄 CyclicBarrier `CyclicBarrier`也是一種多線程并發控制的工具，和`CountDownLatch`類似，前者可以重復使用，而后者只使用一次。  例子： ~~~ public static void main(String[] args) { CyclicBarrier cyclicBarrier1 = new CyclicBarrier(2, () -> { System.out.println("滿2個，group1執行完了"); }); CyclicBarrier cyclicBarrier2 = new CyclicBarrier(3, () -> { System.out.println("滿3個，group2執行完了"); }); for(int i=0;i<100;i++) { boolean b = i % 2 == 0; Thread t1 = new Thread(() -> { try { if(b){ // 偶數，則到籬笆1 cyclicBarrier1.await(); }else{ // 偶數，則到籬笆2 cyclicBarrier2.await(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "跑完了"); }); t1.setName("t"+i); t1.start(); } } ~~~ 輸出： ``` 滿2個，group1執行完了 t2跑完了 t0跑完了 滿3個，group2執行完了 t5跑完了 t1跑完了 t3跑完了 滿2個，group1執行完了 t6跑完了 t4跑完了 滿2個，group1執行完了 t10跑完了 t8跑完了 ``` ## 阻塞工具類 LockSupport `LockSupport`是一個非常方便使用的線程阻塞工具，可以在任意線程內讓線程阻塞，不需要先獲得某個對象的鎖，也不會拋出中斷異常。（底層實現類似信號量_counter計數，當park時，這個變量置為了0，當unpark時，這個變量置為1） ~~~ LockSupport.park(); // 阻塞當前線程，也有限時等待，還支持中斷響應 LockSupport.unpark(Thread.currentThread()); // 恢復某個線程 ~~~ ## 參考文檔 * 書籍：葛一鳴 *《Java高并發程序設計第二版》