Android多线程：Synchronized 解析

介绍

讲解悲观锁的工作原理，特点和作用以及和ReentrantLock的区别

一、 作用

保证同一时刻最多只有1个线程执行 被 Synchronized 修饰的方法 / 代码。保证线程安全，解决多线程中的同步问题

二、原理

1. 依赖JVM来实现方法和代码块的同步
2. 底层通过一个监视器对象monitor完成，wait/notify等方法也依赖于monitor对象，这就是为什么只有在同步的块或者方法中才能调用wait/notify等方法，否则会抛出异常

三、 锁的类型

Synchronized 用于修饰代码块、类的实例方法 & 静态方法。分为对象锁和类锁。

• 区别

类型	锁对象	锁数量	锁对象的内存区域
对象锁	实例对象	一个	栈
类锁	class	多个	方法区，所有线程共享，只有一份

四、线程竞争流程

JVM将锁信息保存在ObjectMonitor中，存储了两个队列entrySet和waitSet，分别用于存储竞争锁失败的和调用wait/sleep方法的阻塞线程。

尝试获取锁的线程会进入entry set，获取锁就会变成锁的owner，调用wait/sleep之后就会进入到wait set中，notify()唤醒wait set中的线程之后，对象会再次获取锁owner，如果失败再次进入到wait set，否则线程会继续执行，直到执行结束，释放锁。

五、 使用

对象锁

// 形式1：作用在非静态方法上
@Synchronized
fun start() {
   // do something
}

fun stop() {
    // 形式2:作用在非静态方法代码块中
    synchronized(this) {
        // do something
    }
}

类锁

companion object {
    // 形式1:作用在静态方法上
    @Synchronized
    fun stop() {
        // do something
    }
}

fun start() {
    // 形式2:作用在方法块上
    synchronized(Action::class.java) {
        // do something
    }
}

六、使用 ReentrantLock

5.1 特点

5.2 公平锁 & 非公平锁

public ReentrantLock() {
    sync = new NonfairSync();
}
public ReentrantLock(boolean fair) {
    sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}

使用默认构造函数创建非公平锁。否则指定参数选择公平锁、非公平锁。

5.3 不可中断 & 可中断

• lock（）类似synchronized没有获取到锁会等待锁释放

fun testLock() {
    val lock = ReentrantLock()
    try {
        lock.lock() // 如果被其它资源锁定，会在此等待锁释放
        //do something
    } finally {
        lock.unlock()
    }
}

• tryLock（）在一段时间内尝试竞争锁。如果超时没有拿到锁，会直接退出竞争

fun testTryLock() {
    val lock = ReentrantLock()
    try {
        // 10s 内没有获取到锁返回 false
        if (lock.tryLock(10, TimeUnit.SECONDS)) {
            try {
                //do something
            } finally {
                lock.unlock()
            }
        }
    } catch (e: InterruptedException) {
        println("current thread is interrupted")
    }
}

七、synchronized和ReentrantLock比较

	synchronized	ReentrantLock
锁实现机制	依赖monitor	依赖AQS
锁类型	非公平锁 （任何一个等待的锁线程都有机会获得锁）	非公平锁 & 公平锁 （按照申请锁的时间依次获得该锁）
释放锁	自动释放（monitor）	手动调用unlock()
锁条件	一个	通过newCondition可以多个
可重入性	可	可

7.1 如何选择

当使用synchronized可以满足你的需求时，优先使用synchronized，因为使用方便，会自动释放锁。JDK1.6 中加入了很多针对锁的优化措施，在性能上两者基本是持平的，因此性能因素不再是选择ReentrantLock的理由了。如果你希望每个线程都有机会获得锁，并且可以预知你的系统是典型的高并发场景，选择ReentrantLock比较合适。