㈠ 如何使用java的鎖機制
可以在臨界區代碼開始的位置執行Lock類的lock方法,為代碼塊加鎖,而在臨界區的出口使用相同Lock實例的unlock方法,釋放臨界區資源。
Demo2-12中,主線程先創建了一個lockTest對象test,然後將相同的test對象交給兩個不同的線程執行。子線程1獲取到了lock後,開始執行before sleep輸出語句,遇到sleep後,線程1阻塞將會放棄執行權,這時線程2可以獲取執行權,當線程2執行lock方法時,發現鎖已經被別的線程獲取,所以線程2阻塞等待lock的釋放。線程1從sleep中被喚醒後,將繼續執行after sleep語句,之後釋放了鎖,此時線程2從鎖等待中被喚醒,執行臨近區的內容,因此Demo2-12的輸出是先線程1的兩條語句,之後才輸出線程2的兩條語句。而Demo2-13在沒有鎖的保護下,程序無法保證先將線程1的兩條語句輸出後再執行線程2的輸出,因此,Demo2-13的輸出結果是交叉的。
㈡ JAVA鎖有哪些種類,以及區別
常見的Java鎖有下面這些:
公平鎖/非公平鎖
可重入鎖
獨享鎖/共享鎖
互斥鎖/讀寫鎖
樂觀鎖/悲觀鎖
分段鎖
偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖
自旋鎖
這些分類並不是全是指鎖的狀態,有的指鎖的特性,有的指鎖的設計,下面總結的內容是對每個鎖的名詞進行一定的解釋。
公平鎖/非公平鎖
公平鎖是指多個線程按照申請鎖的順序來獲取鎖。
非公平鎖是指多個線程獲取鎖的順序並不是按照申請鎖的順序,有可能後申請的線程比先申請的線程優先獲取鎖。有可能,會造成優先順序反轉或者飢餓現象。
對於JavaReentrantLock而言,通過構造函數指定該鎖是否是公平鎖,默認是非公平鎖。非公平鎖的優點在於吞吐量比公平鎖大。
對於Synchronized而言,也是一種非公平鎖。由於其並不像ReentrantLock是通過AQS的來實現線程調度,所以並沒有任何辦法使其變成公平鎖。
可重入鎖
可重入鎖又名遞歸鎖,是指在同一個線程在外層方法獲取鎖的時候,在進入內層方法會自動獲取鎖。說的有點抽象,下面會有一個代碼的示例。
對於JavaReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一個可重入鎖,其名字是Re entrant Lock重新進入鎖。
對於Synchronized而言,也是一個可重入鎖。可重入鎖的一個好處是可一定程度避免死鎖。
上面的代碼就是一個可重入鎖的一個特點,如果不是可重入鎖的話,setB可能不會被當前線程執行,可能造成死鎖。
獨享鎖/共享鎖
獨享鎖是指該鎖一次只能被一個線程所持有。
共享鎖是指該鎖可被多個線程所持有。
對於JavaReentrantLock而言,其是獨享鎖。但是對於Lock的另一個實現類ReadWriteLock,其讀鎖是共享鎖,其寫鎖是獨享鎖。
讀鎖的共享鎖可保證並發讀是非常高效的,讀寫,寫讀 ,寫寫的過程是互斥的。
獨享鎖與共享鎖也是通過AQS來實現的,通過實現不同的方法,來實現獨享或者共享。
對於Synchronized而言,當然是獨享鎖。
互斥鎖/讀寫鎖
上面講的獨享鎖/共享鎖就是一種廣義的說法,互斥鎖/讀寫鎖就是具體的實現。
互斥鎖在Java中的具體實現就是ReentrantLock
讀寫鎖在Java中的具體實現就是ReadWriteLock
樂觀鎖/悲觀鎖
樂觀鎖與悲觀鎖不是指具體的什麼類型的鎖,而是指看待並發同步的角度。
悲觀鎖認為對於同一個數據的並發操作,一定是會發生修改的,哪怕沒有修改,也會認為修改。因此對於同一個數據的並發操作,悲觀鎖採取加鎖的形式。悲觀的認為,不加鎖的並發操作一定會出問題。
樂觀鎖則認為對於同一個數據的並發操作,是不會發生修改的。在更新數據的時候,會採用嘗試更新,不斷重新的方式更新數據。樂觀的認為,不加鎖的並發操作是沒有事情的。
從上面的描述我們可以看出,悲觀鎖適合寫操作非常多的場景,樂觀鎖適合讀操作非常多的場景,不加鎖會帶來大量的性能提升。
悲觀鎖在Java中的使用,就是利用各種鎖。
樂觀鎖在Java中的使用,是無鎖編程,常常採用的是CAS演算法,典型的例子就是原子類,通過CAS自旋實現原子操作的更新。
分段鎖
分段鎖其實是一種鎖的設計,並不是具體的一種鎖,對於ConcurrentHashMap而言,其並發的實現就是通過分段鎖的形式來實現高效的並發操作。
我們以ConcurrentHashMap來說一下分段鎖的含義以及設計思想,ConcurrentHashMap中的分段鎖稱為Segment,它即類似於HashMap(JDK7與JDK8中HashMap的實現)的結構,即內部擁有一個Entry數組,數組中的每個元素又是一個鏈表;同時又是一個ReentrantLock(Segment繼承了ReentrantLock)。
當需要put元素的時候,並不是對整個hashmap進行加鎖,而是先通過hashcode來知道他要放在那一個分段中,然後對這個分段進行加鎖,所以當多線程put的時候,只要不是放在一個分段中,就實現了真正的並行的插入。
但是,在統計size的時候,可就是獲取hashmap全局信息的時候,就需要獲取所有的分段鎖才能統計。
分段鎖的設計目的是細化鎖的粒度,當操作不需要更新整個數組的時候,就僅僅針對數組中的一項進行加鎖操作。
偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖
這三種鎖是指鎖的狀態,並且是針對Synchronized。在Java 5通過引入鎖升級的機制來實現高效Synchronized。這三種鎖的狀態是通過對象監視器在對象頭中的欄位來表明的。
偏向鎖是指一段同步代碼一直被一個線程所訪問,那麼該線程會自動獲取鎖。降低獲取鎖的代價。
輕量級鎖是指當鎖是偏向鎖的時候,被另一個線程所訪問,偏向鎖就會升級為輕量級鎖,其他線程會通過自旋的形式嘗試獲取鎖,不會阻塞,提高性能。
重量級鎖是指當鎖為輕量級鎖的時候,另一個線程雖然是自旋,但自旋不會一直持續下去,當自旋一定次數的時候,還沒有獲取到鎖,就會進入阻塞,該鎖膨脹為重量級鎖。重量級鎖會讓其他申請的線程進入阻塞,性能降低。
自旋鎖
在Java中,自旋鎖是指嘗試獲取鎖的線程不會立即阻塞,而是採用循環的方式去嘗試獲取鎖,這樣的好處是減少線程上下文切換的消耗,缺點是循環會消耗CPU。
㈢ Java怎樣鎖鍵盤
我們可以查閱api文檔,可以發現在 toolkit 類中呢,有個
setLockingKeyState方法,使用方法如下:
public voidsetLockingKeyState(int keyCode,
boolean on)
設置鍵盤上給定鎖定鍵的狀態。有效鍵代碼是
VK_CAPS_LOCK
、
VK_NUM_LOCK
、
VK_SCROLL_LOCK
和
VK_KANA_LOCK
。
根據不同的平台,設置鎖定鍵的狀態可能涉及事件處理,因此不能立即通過 getLockingKeyState 觀察到。
拋出:
IllegalArgumentException- 如果keyCode不是有效鍵代碼之一
UnsupportedOperationException- 如果主機系統不允許以編程方式設置此鍵的狀態,或者鍵盤沒有此鍵
HeadlessException- 如果
GraphicsEnvironment.isHeadless() 返回 true
。
ToolKit.getDefaultToolKit().setLockingKeyState(KeyEvent.VK_NUM_LOCK,false);
這樣我們就鎖定了鍵盤上的數字鍵盤哦,大家還可以試一下
VK_CAPS_LOCK、VK_SCROLL_LOCK和VK_KANA_LOCK
㈣ java中的鎖有哪幾種
lock比synchronized比較如下:
1) 支持公平鎖,某些場景下需要獲得鎖的時間與申請鎖的時間相一致,但是synchronized做不到
2) 支持中斷處理,就是說那些持有鎖的線程一直不釋放,正在等待的線程可以放棄等待。如果不支持中斷處理,那麼線程可能一直無限制的等待下去,就算那些正在佔用資源的線程死鎖了,正在等待的那些資源還是會繼續等待,但是ReentrantLock可以選擇放棄等待
3) condition和lock配合使用,以獲得最大的性能
JAVA中鎖使用的幾點建議:
1.如果沒有特殊的需求,建議使用synchronized,因為操作簡單,便捷,不需要額外進行鎖的釋放。鑒於JDK1.8中的ConcurrentHashMap也使用了CAS+synchronized的方式替換了老版本中使用分段鎖(ReentrantLock)的方式,可以得知,JVM中對synchronized的性能做了比較好的優化。
2.如果代碼中有特殊的需求,建議使用Lock。例如並發量比較高,且有些操作比較耗時,則可以使用支持中斷的所獲取方式;如果對於鎖的獲取,講究先來後到的順序則可以使用公平鎖;另外對於多個變數的鎖保護可以通過lock中提供的condition對象來和lock配合使用,獲取最大的性能。
㈤ Java中有哪些鎖,區別是什麼
【1】公平所和非公平所。
公平鎖:是指按照申請鎖的順序來獲取鎖,
非公平所:線程獲取鎖的順序不一定按照申請鎖的順序來的。
//默認是不公平鎖,傳入true為公平鎖,否則為非公平鎖
ReentrantLock reentrantLock = new ReetrantLock();
1
2
【2】共享鎖和獨享鎖
獨享鎖:一次只能被一個線程所訪問
共享鎖:線程可以被多個線程所持有。
ReadWriteLock 讀鎖是共享鎖,寫鎖是獨享鎖。
【3】樂觀鎖和悲觀鎖。
樂觀鎖:對於一個數據的操作並發,是不會發生修改的。在更新數據的時候,會嘗試採用更新,不斷重入的方式,更新數據。
悲觀鎖:對於同一個數據的並發操作,是一定會發生修改的。因此對於同一個數據的並發操作,悲觀鎖採用加鎖的形式。悲觀鎖認為,不加鎖的操作一定會出問題,
【4】分段鎖
1.7及之前的concurrenthashmap。並發操作就是分段鎖,其思想就是讓鎖的粒度變小。
【5】偏向鎖是指一段同步代碼一直被一個線程所訪問,那麼該線程會自動獲取鎖。降低獲取鎖的代價
輕量級鎖
重量級鎖
【6】自旋鎖
自旋鎖
㈥ java重入鎖有哪些實現
用在只能單線程處理的地方唄,一般來說,如果一個方法被多個線程調用,方法里有修改類變數就需要鎖了,因為在線程運行時,類變數被拷貝到線程專用的緩存,然後再拷貝回程序內存,如果同時有多個線程做上述動作,最後一個線程改變後的值就會覆蓋其他線程做的修改。
㈦ 說說java鎖有哪些種類,以及區別
鎖作為並發共享數據,保證一致性的工具,在JAVA平台有多種實現(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。這些已經寫好提供的鎖為我們開發提供了便利,但是鎖的具體性質以及類型卻很少被提及。本系列文章將分析JAVA下常見的鎖名稱以及特性,為大家答疑解惑。
1、自旋鎖
自旋鎖是採用讓當前線程不停地的在循環體內執行實現的,當循環的條件被其他線程改變時 才能進入臨界區。如下
01 public class SpinLock {
02
03 private AtomicReference<Thread> sign =newAtomicReference<>();
04
05 public void lock(){
06 Thread current = Thread.currentThread();
07 while(!sign .compareAndSet(null, current)){
08 }
09 }
10
11 public void unlock (){
12 Thread current = Thread.currentThread();
13 sign .compareAndSet(current, null);
14 }
15 }
使用了CAS原子操作,lock函數將owner設置為當前線程,並且預測原來的值為空。unlock函數將owner設置為null,並且預測值為當前線程。
當有第二個線程調用lock操作時由於owner值不為空,導致循環一直被執行,直至第一個線程調用unlock函數將owner設置為null,第二個線程才能進入臨界區。
由於自旋鎖只是將當前線程不停地執行循環體,不進行線程狀態的改變,所以響應速度更快。但當線程數不停增加時,性能下降明顯,因為每個線程都需要執行,佔用CPU時間。如果線程競爭不激烈,並且保持鎖的時間段。適合使用自旋鎖。
註:該例子為非公平鎖,獲得鎖的先後順序,不會按照進入lock的先後順序進行。
Java鎖的種類以及辨析(二):自旋鎖的其他種類
鎖作為並發共享數據,保證一致性的工具,在JAVA平台有多種實現(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。這些已經寫好提供的鎖為我們開發提供了便利,但是鎖的具體性質以及類型卻很少被提及。本系列文章將分析JAVA下常見的鎖名稱以及特性,為大家答疑解惑。
2.自旋鎖的其他種類
上篇我們講到了自旋鎖,在自旋鎖中 另有三種常見的鎖形式:TicketLock ,CLHlock 和MCSlock
Ticket鎖主要解決的是訪問順序的問題,主要的問題是在多核cpu上
01 package com.alipay.titan.dcc.dal.entity;
02
03 import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
04
05 public class TicketLock {
06 private AtomicInteger serviceNum = new AtomicInteger();
07 private AtomicInteger ticketNum = new AtomicInteger();
08 private static final ThreadLocal<Integer> LOCAL = new ThreadLocal<Integer>();
09
10 public void lock() {
11 int myticket = ticketNum.getAndIncrement();
12 LOCAL.set(myticket);
13 while (myticket != serviceNum.get()) {
14 }
15
16 }
17
18 public void unlock() {
19 int myticket = LOCAL.get();
20 serviceNum.compareAndSet(myticket, myticket + 1);
21 }
22 }
每次都要查詢一個serviceNum 服務號,影響性能(必須要到主內存讀取,並阻止其他cpu修改)。
CLHLock 和MCSLock 則是兩種類型相似的公平鎖,採用鏈表的形式進行排序,
01 importjava.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater;
02
03 public class CLHLock {
04 public static class CLHNode {
05 private volatile boolean isLocked = true;
06 }
07
08 @SuppressWarnings("unused")
09 private volatileCLHNode tail;
10 private static finalThreadLocal<CLHNode> LOCAL = new ThreadLocal<CLHNode>();
11 private static <CLHLock, CLHNode> UPDATER = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(CLHLock.class,
12 CLHNode.class,"tail");
13
14 public void lock() {
15 CLHNode node = new CLHNode();
16 LOCAL.set(node);
17 CLHNode preNode = UPDATER.getAndSet(this, node);
18 if (preNode != null) {
19 while (preNode.isLocked) {
20 }
21 preNode = null;
22 LOCAL.set(node);
23 }
24 }
25
26 public void unlock() {
27 CLHNode node = LOCAL.get();
28 if (!UPDATER.compareAndSet(this, node,null)) {
29 node.isLocked = false;
30 }
31 node = null;
32 }
33 }
CLHlock是不停的查詢前驅變數, 導致不適合在NUMA 架構下使用(在這種結構下,每個線程分布在不同的物理內存區域)
MCSLock則是對本地變數的節點進行循環。不存在CLHlock 的問題。
01 importjava.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater;
02
03 public class MCSLock {
04 public static class MCSNode {
05 volatile MCSNode next;
06 volatile boolean isLocked = true;
07 }
08
09 private static finalThreadLocal<MCSNode> NODE = new ThreadLocal<MCSNode>();
10 @SuppressWarnings("unused")
11 private volatileMCSNode queue;
12 private static <MCSLock, MCSNode> UPDATER = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(MCSLock.class,
13 MCSNode.class,"queue");
14
15 public void lock() {
16 MCSNode currentNode = new MCSNode();
17 NODE.set(currentNode);
18 MCSNode preNode = UPDATER.getAndSet(this, currentNode);
19 if (preNode != null) {
20 preNode.next = currentNode;
21 while (currentNode.isLocked) {
22
23 }
24 }
25 }
26
27 public void unlock() {
28 MCSNode currentNode = NODE.get();
29 if (currentNode.next == null) {
30 if (UPDATER.compareAndSet(this, currentNode, null)) {
31
32 } else {
33 while (currentNode.next == null) {
34 }
35 }
36 } else {
37 currentNode.next.isLocked = false;
38 currentNode.next = null;
39 }
40 }
41 }
㈧ Java當中有哪幾種鎖
語法層面還是語言層面?
語法層面有synchronized和lock,語言層面的看看這個了解個大概網頁鏈接
㈨ java 鎖的本質是什麼
任何東西都可以是鎖,一把鎖在同一時間只能被一個線程佔用
㈩ java線程鎖有幾種
1、自旋鎖
2、自旋鎖的其他種類
3、阻塞鎖
4、可重入鎖
5、讀寫鎖
6、互斥鎖
7、悲觀鎖
8、樂觀鎖
9、公平鎖
10、非公平鎖
11、偏向鎖
12、對象鎖
13、線程鎖
14、鎖粗化
15、輕量級鎖
16、鎖消除
17、鎖膨脹
18、信號量