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Lock,synchronized,Atomic 三者的区别大体描述(转)

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1、ReentrantLock 拥有Synchronized相同的并发性和内存语义,此外还多了 锁投票,定时锁等候和中断锁等候

     线程A和B都要获取对象O的锁定,假设A获取了对象O锁,B将等待A释放对O的锁定,

     如果使用 synchronized ,如果A不释放,B将一直等下去,不能被中断

     如果 使用ReentrantLock,如果A不释放,可以使B在等待了足够长的时间以后,中断等待,而干别的事情

 

    ReentrantLock获取锁定与三种方式:
    a)  lock(), 如果获取了锁立即返回,如果别的线程持有锁,当前线程则一直处于休眠状态,直到获取锁

    b) tryLock(), 如果获取了锁立即返回true,如果别的线程正持有锁,立即返回false;

    c)tryLock(long timeout,TimeUnit unit),   如果获取了锁定立即返回true,如果别的线程正持有锁,会等待参数给定的时间,在等待的过程中,如果获取了锁定,就返回true,如果等待超时,返回false;

    d) lockInterruptibly:如果获取了锁定立即返回,如果没有获取锁定,当前线程处于休眠状态,直到或者锁定,或者当前线程被别的线程中断

 

2、synchronized是在JVM层面上实现的,不但可以通过一些监控工具监控synchronized的锁定,而且在代码执行时出现异常,JVM会自动释放锁定,但是使用Lock则不行,lock是通过代码实现的,要保证锁定一定会被释放,就必须将unLock()放到finally{}中

 

3、在资源竞争不是很激烈的情况下,Synchronized的性能要优于ReetrantLock,但是在资源竞争很激烈的情况下,Synchronized的性能会下降几十倍,但是ReetrantLock的性能能维持常态;

 

 

下面内容 是转载 http://zzhonghe.iteye.com/blog/826162

 

5.0的多线程任务包对于同步的性能方面有了很大的改进,在原有synchronized关键字的基础上,又增加了ReentrantLock,以及各种Atomic类。了解其性能的优劣程度,有助与我们在特定的情形下做出正确的选择。 

总体的结论先摆出来:  

synchronized: 
在资源竞争不是很激烈的情况下,偶尔会有同步的情形下,synchronized是很合适的。原因在于,编译程序通常会尽可能的进行优化synchronize,另外可读性非常好,不管用没用过5.0多线程包的程序员都能理解。 

ReentrantLock: 
ReentrantLock提供了多样化的同步,比如有时间限制的同步,可以被Interrupt的同步(synchronized的同步是不能Interrupt的)等。在资源竞争不激烈的情形下,性能稍微比synchronized差点点。但是当同步非常激烈的时候,synchronized的性能一下子能下降好几十倍。而ReentrantLock确还能维持常态。 

Atomic: 
和上面的类似,不激烈情况下,性能比synchronized略逊,而激烈的时候,也能维持常态。激烈的时候,Atomic的性能会优于ReentrantLock一倍左右。但是其有一个缺点,就是只能同步一个值,一段代码中只能出现一个Atomic的变量,多于一个同步无效。因为他不能在多个Atomic之间同步。 


所以,我们写同步的时候,优先考虑synchronized,如果有特殊需要,再进一步优化。ReentrantLock和Atomic如果用的不好,不仅不能提高性能,还可能带来灾难。 

先贴测试结果:再贴代码(Atomic测试代码不准确,一个同步中只能有1个Actomic,这里用了2个,但是这里的测试只看速度) 
========================== 
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

代码如下:

 

Java代码  收藏代码
  1. package test.thread;     
  2.     
  3. import static java.lang.System.out;     
  4.     
  5. import java.util.Random;     
  6. import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;     
  7. import java.util.concurrent.CyclicBarrier;     
  8. import java.util.concurrent.ExecutorService;     
  9. import java.util.concurrent.Executors;     
  10. import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;     
  11. import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;     
  12. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;     
  13.     
  14. public class TestSyncMethods {     
  15.          
  16.     public static void test(int round,int threadNum,CyclicBarrier cyclicBarrier){     
  17.         new SyncTest("Sync",round,threadNum,cyclicBarrier).testTime();     
  18.         new LockTest("Lock",round,threadNum,cyclicBarrier).testTime();     
  19.         new AtomicTest("Atom",round,threadNum,cyclicBarrier).testTime();     
  20.     }     
  21.     
  22.     public static void main(String args[]){     
  23.              
  24.         for(int i=0;i<5;i++){     
  25.             int round=100000*(i+1);     
  26.             int threadNum=5*(i+1);     
  27.             CyclicBarrier cb=new CyclicBarrier(threadNum*2+1);     
  28.             out.println("==========================");     
  29.             out.println("round:"+round+" thread:"+threadNum);     
  30.             test(round,threadNum,cb);     
  31.                  
  32.         }     
  33.     }     
  34. }     
  35.     
  36. class SyncTest extends TestTemplate{     
  37.     public SyncTest(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){     
  38.         super( _id, _round, _threadNum, _cb);     
  39.     }     
  40.     @Override    
  41.     /**   
  42.      * synchronized关键字不在方法签名里面,所以不涉及重载问题   
  43.      */    
  44.     synchronized long  getValue() {     
  45.         return super.countValue;     
  46.     }     
  47.     @Override    
  48.     synchronized void  sumValue() {     
  49.         super.countValue+=preInit[index++%round];     
  50.     }     
  51. }     
  52.     
  53.     
  54. class LockTest extends TestTemplate{     
  55.     ReentrantLock lock=new ReentrantLock();     
  56.     public LockTest(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){     
  57.         super( _id, _round, _threadNum, _cb);     
  58.     }     
  59.     /**   
  60.      * synchronized关键字不在方法签名里面,所以不涉及重载问题   
  61.      */    
  62.     @Override    
  63.     long getValue() {     
  64.         try{     
  65.             lock.lock();     
  66.             return super.countValue;     
  67.         }finally{     
  68.             lock.unlock();     
  69.         }     
  70.     }     
  71.     @Override    
  72.     void sumValue() {     
  73.         try{     
  74.             lock.lock();     
  75.             super.countValue+=preInit[index++%round];     
  76.         }finally{     
  77.             lock.unlock();     
  78.         }     
  79.     }     
  80. }     
  81.     
  82.     
  83. class AtomicTest extends TestTemplate{     
  84.     public AtomicTest(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){     
  85.         super( _id, _round, _threadNum, _cb);     
  86.     }     
  87.     @Override    
  88.     /**   
  89.      * synchronized关键字不在方法签名里面,所以不涉及重载问题   
  90.      */    
  91.     long  getValue() {     
  92.         return super.countValueAtmoic.get();     
  93.     }     
  94.     @Override    
  95.     void  sumValue() {     
  96.         super.countValueAtmoic.addAndGet(super.preInit[indexAtomic.get()%round]);     
  97.     }     
  98. }     
  99. abstract class TestTemplate{     
  100.     private String id;     
  101.     protected int round;     
  102.     private int threadNum;     
  103.     protected long countValue;     
  104.     protected AtomicLong countValueAtmoic=new AtomicLong(0);     
  105.     protected int[] preInit;     
  106.     protected int index;     
  107.     protected AtomicInteger indexAtomic=new AtomicInteger(0);     
  108.     Random r=new Random(47);     
  109.     //任务栅栏,同批任务,先到达wait的任务挂起,一直等到全部任务到达制定的wait地点后,才能全部唤醒,继续执行     
  110.     private CyclicBarrier cb;     
  111.     public TestTemplate(String _id,int _round,int _threadNum,CyclicBarrier _cb){     
  112.         this.id=_id;     
  113.         this.round=_round;     
  114.         this.threadNum=_threadNum;     
  115.         cb=_cb;     
  116.         preInit=new int[round];     
  117.         for(int i=0;i<preInit.length;i++){     
  118.             preInit[i]=r.nextInt(100);     
  119.         }     
  120.     }     
  121.          
  122.     abstract void sumValue();     
  123.     /*   
  124.      * 对long的操作是非原子的,原子操作只针对32位   
  125.      * long是64位,底层操作的时候分2个32位读写,因此不是线程安全   
  126.      */    
  127.     abstract long getValue();     
  128.     
  129.     public void testTime(){     
  130.         ExecutorService se=Executors.newCachedThreadPool();     
  131.         long start=System.nanoTime();     
  132.         //同时开启2*ThreadNum个数的读写线程     
  133.         for(int i=0;i<threadNum;i++){     
  134.             se.execute(new Runnable(){     
  135.                 public void run() {     
  136.                     for(int i=0;i<round;i++){     
  137.                         sumValue();     
  138.                     }     
  139.     
  140.                     //每个线程执行完同步方法后就等待     
  141.                     try {     
  142.                         cb.await();     
  143.                     } catch (InterruptedException e) {     
  144.                         // TODO Auto-generated catch block     
  145.                         e.printStackTrace();     
  146.                     } catch (BrokenBarrierException e) {     
  147.                         // TODO Auto-generated catch block     
  148.                         e.printStackTrace();     
  149.                     }     
  150.     
  151.     
  152.                 }     
  153.             });     
  154.             se.execute(new Runnable(){     
  155.                 public void run() {     
  156.     
  157.                     getValue();     
  158.                     try {     
  159.                         //每个线程执行完同步方法后就等待     
  160.                         cb.await();     
  161.                     } catch (InterruptedException e) {     
  162.                         // TODO Auto-generated catch block     
  163.                         e.printStackTrace();     
  164.                     } catch (BrokenBarrierException e) {     
  165.                         // TODO Auto-generated catch block     
  166.                         e.printStackTrace();     
  167.                     }     
  168.     
  169.                 }     
  170.             });     
  171.         }     
  172.              
  173.         try {     
  174.             //当前统计线程也wait,所以CyclicBarrier的初始值是threadNum*2+1     
  175.             cb.await();     
  176.         } catch (InterruptedException e) {     
  177.             // TODO Auto-generated catch block     
  178.             e.printStackTrace();     
  179.         } catch (BrokenBarrierException e) {     
  180.             // TODO Auto-generated catch block     
  181.             e.printStackTrace();     
  182.         }     
  183.         //所有线程执行完成之后,才会跑到这一步     
  184.         long duration=System.nanoTime()-start;     
  185.         out.println(id+" = "+duration);     
  186.              
  187.     }     
  188.     
  189. }    
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