Lock与synchronized测试区别

2019-11-06 07:08:51

字体：大中小

来源：转载

供稿：网友

原文：http://www.cnblogs.com/nsw2018/p/5821738.html

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；

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

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167168169170171172173174175176177178179180181182183184185186187188189 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 { publicstaticvoid test(intround,intthreadNum,CyclicBarrier cyclicBarrier){ newSyncTest("Sync",round,threadNum,cyclicBarrier).testTime(); newLockTest("Lock",round,threadNum,cyclicBarrier).testTime(); newAtomicTest("Atom",round,threadNum,cyclicBarrier).testTime(); } publicstaticvoid main(String args[]){ for(inti=0;i<5;i++){ intround=100000*(i+1); intthreadNum=5*(i+1); CyclicBarrier cb=newCyclicBarrier(threadNum*2+1); out.PRintln("=========================="); out.println("round:"+round+" thread:"+threadNum); test(round,threadNum,cb); } }} class SyncTest extends TestTemplate{ publicSyncTest(String _id,int_round,int_threadNum,CyclicBarrier _cb){ super( _id, _round, _threadNum, _cb); } @Override /** * synchronized关键字不在方法签名里面，所以不涉及重载问题 */ synchronizedlong getValue() { returnsuper.countValue; } @Override synchronizedvoid sumValue() { super.countValue+=preInit[index++%round]; }} class LockTest extends TestTemplate{ ReentrantLock lock=newReentrantLock(); publicLockTest(String _id,int_round,int_threadNum,CyclicBarrier _cb){ super( _id, _round, _threadNum, _cb); } /** * synchronized关键字不在方法签名里面，所以不涉及重载问题 */ @Override longgetValue() { try{ lock.lock(); returnsuper.countValue; }finally{ lock.unlock(); } } @Override voidsumValue() { try{ lock.lock(); super.countValue+=preInit[index++%round]; }finally{ lock.unlock(); } }} class AtomicTest extends TestTemplate{ publicAtomicTest(String _id,int_round,int_threadNum,CyclicBarrier _cb){ super( _id, _round, _threadNum, _cb); } @Override /** * synchronized关键字不在方法签名里面，所以不涉及重载问题 */ long getValue() { returnsuper.countValueAtmoic.get(); } @Override void sumValue() { super.countValueAtmoic.addAndGet(super.preInit[indexAtomic.get()%round]); }}abstractclassTestTemplate{ privateString id; protectedintround; privateintthreadNum; protectedlongcountValue; protectedAtomicLong countValueAtmoic=newAtomicLong(0); protectedint[] preInit; protectedintindex; protectedAtomicInteger indexAtomic=newAtomicInteger(0); Random r=newRandom(47); //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 privateCyclicBarrier cb; publicTestTemplate(String _id,int_round,int_threadNum,CyclicBarrier _cb){ this.id=_id; this.round=_round; this.threadNum=_threadNum; cb=_cb; preInit=newint[round]; for(inti=0;i<preInit.length;i++){ preInit[i]=r.nextInt(100); } } abstractvoidsumValue(); /* * 对long的操作是非原子的，原子操作只针对32位 * 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 */ abstractlonggetValue(); publicvoidtestTime(){ ExecutorService se=Executors.newCachedThreadPool(); longstart=System.nanoTime(); //同时开启2*ThreadNum个数的读写线程 for(inti=0;i<threadNum;i++){ se.execute(newRunnable(){ publicvoidrun() { for(inti=0;i<round;i++){ sumValue(); } //每个线程执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(newRunnable(){ publicvoidrun() { getValue(); try{ //每个线程执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{ //当前统计线程也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(); } //所有线程执行完成之后，才会跑到这一步 longduration=System.nanoTime()-start; out.println(id+" = "+duration); } }