① java reentrantlock原理
你可以參考一下下面的自定義實現:
通過判斷線程的方式可以實現可重入鎖的構造
public class LockTest03 {
ReLock lock = new ReLock();
public void a() throws InterruptedException {
lock.lock();
System.out.println(lock.getHoldCount());
doSomething();
lock.unlock();
System.out.println(lock.getHoldCount());
}
//不可重入
public void doSomething() throws InterruptedException {
lock.lock();
System.out.println(lock.getHoldCount());
//...................
lock.unlock();
System.out.println(lock.getHoldCount());
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
LockTest03 test = new LockTest03();
test.a();
Thread.sleep(1000);
System.out.println(test.lock.getHoldCount());
}
}
// 可重入鎖
class ReLock{
//是否佔用
private boolean isLocked = false;
private Thread lockedBy = null; //存儲線程
private int holdCount = 0;
//使用鎖
public synchronized void lock() throws InterruptedException {
Thread t = Thread.currentThread();
while(isLocked && lockedBy != t) {
wait();
}
isLocked = true;
lockedBy = t;
holdCount ++;
}
//釋放鎖
public synchronized void unlock() {
if(Thread.currentThread() == lockedBy) {
holdCount --;
if(holdCount ==0) {
isLocked = false;
notify();
lockedBy = null;
}
}
}
public int getHoldCount() {
return holdCount;
}
}
有一個上下文的概念。
② java並發常識
1.java並發編程是什麼
1, 保證線程安全的三種方法: a, 不要跨線程訪問共享變數b, 使共享變數是final類型的c, 將共享變數的操作加上同步 2, 一開始就將類設計成線程安全的, 比在後期重新修復它,更容易。
3, 編寫多線程程序, 首先保證它是正確的, 其次再考慮性能。 4, 無狀態或只讀對象永遠是線程安全的。
5, 不要將一個共享變數 *** 在多線程環境下(無同步或不可變性保護) 6, 多線程環境下的延遲載入需要同步的保護, 因為延遲載入會造成對象重復實例化 7, 對於volatile聲明的數值類型變數進行運算, 往往是不安全的(volatile只能保證可見性,不能保證原子性)。 詳見volatile原理與技巧中, 臟數據問題討論。
8, 當一個線程請求獲得它自己佔有的鎖時(同一把鎖的嵌套使用), 我們稱該鎖為可重入鎖。在jdk1。
5並發包中, 提供了可重入鎖的java實現-ReentrantLock。 9, 每個共享變數,都應該由一個唯一確定的鎖保護。
創建與變數相同數目的ReentrantLock, 使他們負責每個變數的線程安全。 10,雖然縮小同步塊的范圍, 可以提升系統性能。
但在保證原子性的情況下, 不可將原子操作分解成多個synchronized塊。 11, 在沒有同步的情況下, 編譯器與處理器運行時的指令執行順序可能完全出乎意料。
原因是, 編譯器或處理器為了優化自身執行效率, 而對指令進行了的重排序(reordering)。 12, 當一個線程在沒有同步的情況下讀取變數, 它可能會得到一個過期值, 但是至少它可以看到那個線程在當時設定的一個真實數值。
而不是憑空而來的值。 這種安全保證, 稱之為最低限的安全性(out-of-thin-air safety) 在開發並發應用程序時, 有時為了大幅度提高系統的吞吐量與性能, 會採用這種無保障的做法。
但是針對, 數值的運算, 仍舊是被否決的。 13, volatile變數,只能保證可見性, 無法保證原子性。
14, 某些耗時較長的網路操作或IO, 確保執行時, 不要佔有鎖。 15, 發布(publish)對象, 指的是使它能夠被當前范圍之外的代碼所使用。
(引用傳遞)對象逸出(escape), 指的是一個對象在尚未准備好時將它發布。 原則: 為防止逸出, 對象必須要被完全構造完後, 才可以被發布(最好的解決方式是採用同步) this關鍵字引用對象逸出 例子: 在構造函數中, 開啟線程, 並將自身對象this傳入線程, 造成引用傳遞。
而此時, 構造函數尚未執行完, 就會發生對象逸出了。 16, 必要時, 使用ThreadLocal變數確保線程封閉性(封閉線程往往是比較安全的, 但一定程度上會造成性能損耗)封閉對象的例子在實際使用過程中, 比較常見, 例如 hibernate openSessionInView機制, jdbc的connection機制。
17, 單一不可變對象往往是線程安全的(復雜不可變對象需要保證其內部成員變數也是不可變的)良好的多線程編程習慣是: 將所有的域都聲明為final, 除非它們是可變的。
2.Java線程並發協作是什麼
線程發生死鎖可能性很小,即使看似可能發生死鎖的代碼,在運行時發生死鎖的可能性也是小之又小。
發生死鎖的原因一般是兩個對象的鎖相互等待造成的。 在《Java線程:線程的同步與鎖》一文中,簡述死鎖的概念與簡單例子,但是所給的例子是不完整的,這里給出一個完整的例子。
/** * Java線程:並發協作-死鎖 * * @author Administrator 2009-11-4 22:06:13 */ public class Test { public static void main(String[] args) { DeadlockRisk dead = new DeadlockRisk(); MyThread t1 = new MyThread(dead, 1, 2); MyThread t2 = new MyThread(dead, 3, 4); MyThread t3 = new MyThread(dead, 5, 6); MyThread t4 = new MyThread(dead, 7, 8); t1。 start(); t2。
start(); t3。start(); t4。
start(); } } class MyThread extends Thread { private DeadlockRisk dead; private int a, b; MyThread(DeadlockRisk dead, int a, int b) { this。 dead = dead; this。
a = a; this。b = b; } @Override public void run() { dead。
read(); dead。write(a, b); } } class DeadlockRisk { private static class Resource { public int value; }。
3.如何學習Java高並發
1.學習 *** 並發框架的使用,如ConcurrentHashMAP,CopyOnWriteArrayList/Set等2.幾種並發鎖的使用以及線程同步與互斥,如ReentainLock,synchronized,Lock,CountDownLatch,Semaphore等3.線程池如Executors,ThreadPoolExecutor等4.Runable,Callable,RescureTask,Future,FutureTask等5.Fork-Join框架以上基本包含完了,如有缺漏請原諒。
4.並發編程的Java抽象有哪些呢
一、機器和OS級別抽象 (1)馮諾伊曼模型 經典的順序化計算模型,貌似可以保證順序化一致性,但是沒有哪個現代的多處理架構會提供順序一致性,馮氏模型只是現代多處理器行為的模糊近似。
這個計算模型,指令或者命令列表改變內存變數直接契合命令編程泛型,它以顯式的演算法為中心,這和聲明式編程泛型有區別。 就並發編程來說,會顯著的引入時間概念和狀態依賴 所以所謂的函數式編程可以解決其中的部分問題。
(2)進程和線程 進程抽象運行的程序,是操作系統資源分配的基本單位,是資源cpu,內存,IO的綜合抽象。 線程是進程式控制制流的多重分支,它存在於進程里,是操作系統調度的基本單位,線程之間同步或者非同步執行,共享進程的內存地址空間。
(3)並發與並行 並發,英文單詞是concurrent,是指邏輯上同時發生,有人做過比喻,要完成吃完三個饅頭的任務,一個人可以這個饅頭咬一口,那個饅頭咬一口,這樣交替進行,最後吃完三個饅頭,這就是並發,因為在三個饅頭上同時發生了吃的行為,如果只是吃完一個接著吃另一個,這就不是並發了,是排隊,三個饅頭如果分給三個人吃,這樣的任務完成形式叫並行,英文單詞是parallel。 回到計算機概念,並發應該是單CPU時代或者單核時代的說法,這個時候CPU要同時完成多任務,只能用時間片輪轉,在邏輯上同時發生,但在物理上是串列的。
現在大多數計算機都是多核或者多CPU,那麼現在的多任務執行方式就是物理上並行的。 為了從物理上支持並發編程,CPU提供了相應的特殊指令,比如原子化的讀改寫,比較並交換。
(4)平台內存模型 在可共享內存的多處理器體系結構中,每個處理器都有它自己的緩存,並且周期性的與主存同步,為什麼呢?因為處理器通過降低一致性來換取性能,這和CAP原理通過降低一致性來獲取伸縮性有點類似,所以大量的數據在CPU的寄存器中被計算,另外CPU和編譯器為了性能還會亂序執行,但是CPU會提供存儲關卡指令來保證存儲的同步,各種平台的內存模型或者同步指令可能不同,所以這里必須介入對內存模型的抽象,JMM就是其中之一。 二、編程模型抽象 (1)基於線程模型 (2)基於Actor模型 (3)基於STM軟體事務內存 …… Java體系是一個基於線程模型的本質編程平台,所以我們主要討論線程模型。
三、並發單元抽象 大多數並發應用程序都是圍繞執行任務進行管理的,任務是抽象,離散的工作單元,所以編寫並發程序,首要工作就是提取和分解並行任務。 一旦任務被抽象出來,他們就可以交給並發編程平台去執行,同時在任務抽象還有另一個重要抽象,那就是生命周期,一個任務的開始,結束,返回結果,都是生命周期中重要的階段。
那麼編程平台必須提供有效安全的管理任務生命周期的API。 四、線程模型 線程模型是Java的本質模型,它無所不在,所以Java開發必須搞清楚底層線程調度細節,不搞清楚當然就會有struts1,struts2的原理搞不清楚的基本災難(比如在struts2的action中塞入狀態,把struts2的action配成單例)。
用線程來抽象並發編程,是比較低級別的抽象,所以難度就大一些,難度級別會根據我們的任務特點有以下幾個類別 (1)任務非常獨立,不共享,這是最理想的情況,編程壓力為0。 (2)共享數據,壓力開始增大,必須引入鎖,Volatile變數,問題有活躍度和性能危險。
(3)狀態依賴,壓力再度增大,這時候我們基本上都是求助jdk 提供的同步工具。 五、任務執行 任務是一個抽象體,如果被抽象了出來,下一步就是交給編程平台去執行,在Java中,描述任務的一個基本介面是Runnable,可是這個抽象太有限了,它不能返回值和拋受檢查異常,所以Jdk5。
0有另外一個高級抽象Callable。 任務的執行在Jdk中也是一個底級別的Thread,線程有好處,但是大量線程就有大大的壞處,所以如果任務量很多我們並不能就創建大量的線程去服務這些任務,那麼Jdk5。
0在任務執行上做了抽象,將任務和任務執行隔離在介面背後,這樣我們就可以引入比如線程池的技術來優化執行,優化線程的創建。 任務是有生命周期的,所以Jdk5。
0提供了Future這個對象來描述對象的生命周期,通過這個future可以取到任務的結果甚至取消任務。 六、鎖 當然任務之間共享了數據,那麼要保證數據的安全,必須提供一個鎖機制來協調狀態,鎖讓數據訪問原子,但是引入了串列化,降低了並發度,鎖是降低程序伸縮性的原罪,鎖是引入上下文切換的主要原罪,鎖是引入死鎖,活鎖,優先順序倒置的絕對原罪,但是又不能沒有鎖,在Java中,鎖是一個對象,鎖提供原子和內存可見性,Volatile變數提供內存可見性不提供原子,原子變數提供可見性和原子,通過原子變數可以構建無鎖演算法和無鎖數據結構,但是這需要高高手才可以辦到。
5.Java高並發入門要怎麼學習
1、如果不使用框架,純原生Java編寫,是需要了解Java並發編程的,主要就是學習Doug Lea開發的那個java.util.concurrent包下面的API;2、如果使用框架,那麼我的理解,在代碼層面確實不會需要太多的去關注並發問題,反而是由於高並發會給系統造成很大壓力,要在緩存、資料庫操作上要多加考慮。
3、但是即使是使用框架,在工作中還是會用到多線程,就拿常見的CRUD介面來說,比如一個非常耗時的save介面,有多耗時呢?我們假設整個save執行完要10分鍾,所以,在save的時候,就需要採用非同步的方式,也就是單獨用一個線程去save,然後直接給前端返回200。
6.Java如何進行並發多連接socket編程呢
Java多個客戶端同時連接服務端,在現實生活中用得比較多。
同時執行多項任務,第一想到的當然是多線程了。下面用多線程來實現並發多連接。
import java。。
*; import java。io。
*; public class ThreadServer extends Thread { private Socket client; public ThreadServer(Socket c) { this。 client=c; } public void run() { try { BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(client。
getInputStream())); PrintWriter out=new PrintWriter(client。 getOutputStream()); Mutil User but can't parallel while (true) { String str=in。
readLine(); System。out。
println(str); out。 println("has receive。
"); out。
flush(); if (str。equals("end")) break; } client。
close(); } catch (IOException ex) { } finally { } } public static void main(String[] args)throws IOException { ServerSocket server=new ServerSocket(8000); while (true) { transfer location change Single User or Multi User ThreadServer mu=new ThreadServer(server。 accept()); mu。
start(); } } }J。
7.如何掌握java多線程,高並發,大數據方面的技能
線程:同一類線程共享代碼和數據空間,每個線程有獨立的運行棧和程序計數器(PC),線程切換開銷小。
(線程是cpu調度的最小單位)線程和進程一樣分為五個階段:創建、就緒、運行、阻塞、終止。多進程是指操作系統能同時運行多個任務(程序)。
多線程是指在同一程序中有多個順序流在執行。在java中要想實現多線程,有兩種手段,一種是繼續Thread類,另外一種是實現Runable介面.(其實准確來講,應該有三種,還有一種是實現Callable介面,並與Future、線程池結合使用。
8.java工程師需要掌握哪些知識
1.Core Java,就是Java基礎、JDK的類庫,很多童鞋都會說,JDK我懂,但是懂還不足夠,知其然還要知其所以然,JDK的源代碼寫的非常好,要經常查看,對使用頻繁的類,比如String, *** 類(List,Map,Set)等數據結構要知道它們的實現,不同的 *** 類有什麼區別,然後才能知道在一個具體的場合下使用哪個 *** 類更適合、更高效,這些內容直接看源代碼就OK了2.多線程並發編程,現在並發幾乎是寫服務端程序必須的技術,那對Java中的多線程就要有足夠的熟悉,包括對象鎖機制、synchronized關鍵字,concurrent包都要非常熟悉,這部分推薦你看看《Java並發編程實踐》這本書,講解的很詳細3.I/O,Socket編程,首先要熟悉Java中Socket編程,以及I/O包,再深入下去就是Java NIO,再深入下去是操作系統底層的Socket實現,了解Windows和Linux中是怎麼實現socket的4.JVM的一些知識,不需要熟悉,但是需要了解,這是Java的本質,可以說是Java的母體, 了解之後眼界會更寬闊,比如Java內存模型(會對理解Java鎖、多線程有幫助)、位元組碼、JVM的模型、各種垃圾收集器以及選擇、JVM的執行參數(優化JVM)等等,這些知識在《深入Java虛擬機》這本書中都有詳盡的解釋,或者去oracle網站上查看具體版本的JVM規范.5.一些常用的設計模式,比如單例、模板方法、代理、適配器等等,以及在Core Java和一些Java框架里的具體場景的實現,這個可能需要慢慢積累,先了解有哪些使用場景,見得多了,自己就自然而然會去用。
6.常用資料庫(Oracle、MySQL等)、SQL語句以及一般的優化7.JavaWeb開發的框架,比如Spring、iBatis等框架,同樣他們的原理才是最重要的,至少要知道他們的大致原理。8.其他一些有名的用的比較多的開源框架和包,ty網路框架,Apache mon的N多包,Google的Guava等等,也可以經常去Github上找一些代碼看看。
暫時想到的就這么多吧,1-4條是Java基礎,全部的這些知識沒有一定的時間積累是很難搞懂的,但是了解了之後會對Java有個徹底的了解,5和6是需要學習的額外技術,7-8是都是基於1-4條的,正所謂萬變不離其宗,前4條就是Java的靈魂所在,希望能對你有所幫助9.(補充)學會使用Git。如果你還在用SVN的話,趕緊投入Git的懷抱吧。
9.java 多線程的並發到底是什麼意思
一、多線程1、操作系統有兩個容易混淆的概念,進程和線程。
進程:一個計算機程序的運行實例,包含了需要執行的指令;有自己的獨立地址空間,包含程序內容和數據;不同進程的地址空間是互相隔離的;進程擁有各種資源和狀態信息,包括打開的文件、子進程和信號處理。線程:表示程序的執行流程,是CPU調度執行的基本單位;線程有自己的程序計數器、寄存器、堆棧和幀。
同一進程中的線程共用相同的地址空間,同時共享進進程鎖擁有的內存和其他資源。2、Java標准庫提供了進程和線程相關的API,進程主要包括表示進程的java.lang.Process類和創建進程的java.lang.ProcessBuilder類;表示線程的是java.lang.Thread類,在虛擬機啟動之後,通常只有Java類的main方法這個普通線程運行,運行時可以創建和啟動新的線程;還有一類守護線程(damon thread),守護線程在後台運行,提供程序運行時所需的服務。
當虛擬機中運行的所有線程都是守護線程時,虛擬機終止運行。3、線程間的可見性:一個線程對進程 *** 享的數據的修改,是否對另一個線程可見可見性問題:a、CPU採用時間片輪轉等不同演算法來對線程進行調度[java] view plainpublic class IdGenerator{ private int value = 0; public int getNext(){ return value++; } } 對於IdGenerator的getNext()方法,在多線程下不能保證返回值是不重復的:各個線程之間相互競爭CPU時間來獲取運行機會,CPU切換可能發生在執行間隙。
以上代碼getNext()的指令序列:CPU切換可能發生在7條指令之間,多個getNext的指令交織在一起。
③ java 可重入鎖如何避免死鎖的
synchronized標記的同步是要綁定一個對象的,不寫的話實際上實際上就是synchronized(this),即綁定當前對象,這個this對象就是鎖(synchronized中可以認為就是監視器),當LoggingWidget執行dosomething的時候獲得了這把鎖(this),那麼他去調用父類(Widget)的dosomthing的時候,父類的dosomething方法也要得到這個鎖(this),但是子類的這個方法還沒有運行完畢,所以還持有這個鎖,父類方法在等,子類不釋放鎖還拚命的讓父類方法執行,卻不知道父類方法在眼巴巴的等著這個鎖,這樣就死鎖了······
④ 005 鎖的重入性 | 重入鎖
當 一個進程 獲得到某個對象的鎖後,在其他地方,又需要獲得該對象的鎖,此時,可以進入,而不是阻塞。
Java中ReentrantLock和synchronized都是可重入鎖,可重入鎖的一個優點是可一定程度避免死鎖
重入的特性, 發生在同一個線程本身,而且是獲得鎖後的時間內,再次需要獲得鎖,不阻塞,直接進入 。
上述,兩個synchronized關鍵詞,作用都是一個對象d1(確保是同一個鎖了),a方法獲得鎖,在持有鎖期間,需要獲得b方法的鎖(同一個鎖),重入不阻塞。
看是否能夠獲得鎖,需要明確是否是同一個對象的鎖,以及是否可重入,如下,
執行順序(可能)先輸出a,等待1秒後,輸出b,為什麼不是同時輸出ab?
因為第一個線程先獲得到鎖後,對於第二個線程而言,因為是一個鎖對象,所以等待,當第一個線程執行完畢後釋放鎖,第二個線程才能獲得鎖。 可重入性針對是同一個線程而言,多個線程的情況,競爭獲得鎖
⑤ java的可重入鎖用在哪些場合
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握賀兆線程調用,方法里有修改類變數就需要鎖了,因為在線程運行時,類變拍茄量被拷貝到線程專用的緩段租存,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。
⑥ java如何實現線程安全,synchronized和lock的區別,可重入鎖
一、synchronized和lock的用法區別
synchronized:在需要同步的對象中加入此控制,synchronized在方法上,也在特定代碼塊中,括弧中表示需要鎖的對象。
lock:需要顯示指定起始位置和終止位置。一般使用ReentrantLock類做為鎖,多個線程中必須要使用一個ReentrantLock類做為對象才能保證鎖的生效。且在加鎖和解鎖處需要通過lock()和unlock()顯示指出。所以一般會在finally塊中寫unlock()以防死鎖。
二、synchronized和lock用途區別
synchronized原語和ReentrantLock在一般情況下沒有什麼區別,但是在非常復雜的同步應用中,請考慮使用ReentrantLock,特別是遇到下面2種需求的時候。
某個線程在等待一個鎖的控制權的這段時間需要中斷
2.需要分開處理一些wait-notify,ReentrantLock裡面的Condition應用,能夠控制notify哪個線程
3.具有公平鎖功能,每個到來的線程都將排隊等候
⑦ java 鎖有幾種
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。
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。
優點:在於吞吐量比公平鎖大。
缺點:可能會造成優先順序反轉或者某些線程飢餓現象(一直拿不到鎖)。
對於Java ReentrantLock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。
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
可重入鎖的概念是自己可以再次獲取自己的內部鎖。
舉個例子,比如一條線程獲得了某個對象的鎖,此時這個對象鎖還沒有釋放,當其再次想要獲取這個對象的鎖的時候還是可以獲取的(如果不可重入的鎖的話,此刻會造成死鎖)。說的更高深一點可重入鎖是一種遞歸無阻塞的同步機制。
對於Java ReentrantLock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。
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Java ReentrantLock(互斥鎖)而言,其是獨享鎖。
但是對於Lock的另一個實現類ReadWriteLock(讀寫鎖),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。
對於Synchronized而言,當然是獨享鎖。
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。
互斥鎖:
無法獲取瑣時,進線程立刻放棄剩餘的時間片並進入阻塞(或者說掛起)狀態,同時保存寄存器和程序計數器的內容(保存現場,上下文切換的前半部分),當可以獲取鎖時,進線程激活,等待被調度進CPU並恢復現場(上下文切換下半部分)
上下文切換會帶來數十微秒的開銷,不要在性能敏感的地方用互斥鎖
讀寫鎖:
1)多個讀者可以同時進行讀
2)寫者必須互斥(只允許一個寫者寫,也不能讀者寫者同時進行)
3)寫者優先於讀者(一旦有寫者,則後續讀者必須等待,喚醒時優先考慮寫者)
自旋鎖:
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。
⑧ Java鎖有哪些種類,以及區別
一、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Java ReentrantLock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。
二、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Java ReentrantLock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。
synchronized void setA() throws Exception{
Thread.sleep(1000);
setB();
}
synchronized void setB() throws Exception{
Thread.sleep(1000);
}
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。
三、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Java
ReentrantLock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。
四、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
五、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。
六、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。
七、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。
八、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。
典型的自旋鎖實現的例子,可以參考自旋鎖的實現