Java自動釋放鎖的三種實現(xiàn)方案
前言
Python 提供了 try-with-lock，不需要顯式地獲取和釋放鎖，非常方便。Java 沒有這樣的機制，不過我們可以自己實現(xiàn)這個機制。
本文以訪問量統(tǒng)計的簡化場景為例，介紹相關內容，即：
public class VisitCounter {
@Getter
private long visits = 0;
public void visit() {
visits++;
}
}
這里的visit()方法，是線程不安全的，若多線程并發(fā)訪問該方法，visits結果是錯的。因此多線程下需要上鎖，即：
public void safeVisit() {
try {
lock.lock();
visits++;
} finally {
lock.unlock();
}
}
為避免lock... unlock的麻煩，本文提供了以下幾種封裝思路，僅供參考。
方案1 使用AutoCloseable
java7 開始提供的AutoCloseable接口，實現(xiàn)了try-with-resources功能，可以利用它來實現(xiàn)鎖的自動釋放。
public class AutoCloseableLock implements AutoCloseable{
private final Lock lock;
public AutoCloseableLock(Lock lock) {
this.lock = lock;
}
@Override
public void close() throws Exception {
lock.unlock();
}
public void lock() {
lock.lock();
}
public boolean tryLock() {
return lock.tryLock();
}
public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
lock.lockInterruptibly();
}
}
應用：
public void safeVisit() throws Exception {
try (AutoCloseableLock autoCloseableLock = new AutoCloseableLock(lock)) {
autoCloseableLock.lock();
visits++;
}
}
方案2 使用lambda
得益于lambda和函數(shù)式編程的使用，Java 8 開始鼓勵“行為參數(shù)化”，實現(xiàn)了環(huán)繞執(zhí)行模式。說白了，類似于代理模式，把要上鎖執(zhí)行的代碼，放到一個lambda表達式中，在lambda之外套上try lock ... finally的外殼，由于lambda作為上鎖代碼的載體，是以參數(shù)形式傳入的，因此具備通用性。這段文字描述的，即下面代碼中的runWithLock(Runable)方法，這就是所謂的“環(huán)繞執(zhí)行模式”。雖然文字描述不好理解，看代碼一目了然。
public class AutoReleaseLockHolder {
private final Lock lock;
public AutoReleaseLockHolder(Lock lock) {
this.lock = lock;
}
public void runWithLock(Runnable runnable) {
try {
lock.lock();
runnable.run();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public boolean runWithTryLock(Runnable runnable) {
try {
boolean locked = lock.tryLock();
if (!locked) {
return false;
}
runnable.run();
return true;
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void runWithLockInterruptibly(Runnable runnable)
throws InterruptedException {
try {
lock.lockInterruptibly();
runnable.run();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
使用：
public void safeVisit() {
lockHolder.runWithLock(() -> visits++);
}
方案3 代理模式
通過代理模式，也可以把上鎖解鎖的操作獨立出來，變得通用，這種方式的主要問題在于，會對整個函數(shù)上鎖，鎖的顆粒度較大，降低系統(tǒng)的并行度，從而影響系統(tǒng)性能。 但作為思路拓展練練手。
如果對接口定義的方法做代理，可以使用java的動態(tài)代理，如果想對整個類的方法都做代理，可以使用Cglib。
（1）動態(tài)代理
創(chuàng)建代理對象：
public Object createAutoLockProxy(Object target) {
Class<?>[] interfaces = target.getClass().getInterfaces();
return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), interfaces, (proxy, method, args) -> {
try {
lock.lock();
return method.invoke(target, args);
} finally {
lock.unlock();
}
});
}
使用：
public void safeVisitCountWithDynamicProxy() throws InterruptedException {
long total = 20000;
int current = 10;
IVisitCounter visit = (IVisitCounter )new DynamicLockProxy(new ReentrantLock()).createAutoLockProxy2(visitCounter);
concurrentVisit(total, current, visit::visit);
System.out.println("actual visits: " + visit.getVisits());
}
（2）Cglib
創(chuàng)建代理對象：
public static <T> T createAutoLockObject(Class<T> objectClass, Lock lock) {
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(objectClass);
enhancer.setCallback((MethodInterceptor) (obj, method, args, proxy) -> {
try {
lock.lock();
return proxy.invokeSuper(obj, args);
} finally {
lock.unlock();
}
});
return (T) enhancer.create();
}
使用：
public void safeVisitCountWithCglib() throws InterruptedException {
long total = 20000;
int current = 10;
Lock lock = new ReentrantLock();
VisitCounter visitCounterProxy = CglibLockProxy.createAutoLockObject(VisitCounter.class, lock);
concurrentVisit(total, current, visitCounterProxy::visit);
System.out.println("actual visits: " + visitCounterProxy.getVisits());
}
Show me the code
以上幾個方案的代碼，我已放到GitHub上的try-with-lock-example 倉庫中，大家可以去看一下源碼。
動態(tài)代理的兩個方案，調用方法做了簡化處理，調用了其他函數(shù)，但因為與主題無關，沒有放入正文，可以在源碼倉庫看看文中沒寫的代碼。
另外，代碼倉庫中，也包含了測試，我默認用10個線程，對VisitCounter并發(fā)調用了20000次，在單線程、線程不安全訪問和各種方案的加鎖訪問，結果如下：
total: 20000 visits: 20000
total: 20000 visits: 6739
total: 20000 visits: 20000
total: 20000 visits: 20000
total: 20000 visits: 20000
total: 20000 visits: 20000
總結
到此這篇關于Java自動釋放鎖的三種實現(xiàn)方案的文章就介紹到這了,更多相關Java自動釋放鎖內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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