A. 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。
B. 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
C. synchronized 鎖住了什麼
有時候你會看到有所謂的類鎖和對象鎖的說法。
假設我有一個類ClassA,其中有一個方法synchronized methodA(),那麼當這個方法被調用的時候你獲得就是對象鎖,但是要注意,如果這個類有兩個實例,比如:
ClassA a = new ClassA();
ClassA b = new ClassA();
那麼如果你在a這對象上調用了methodA,不會影響b這個對象,也就是說對於b這個對象,他也可以調用methodA,因為這是兩對象,所以說對象鎖是針對對象的。
而類鎖,其實沒有所謂的類鎖,因為類鎖實際上就是這個類的對象的對象鎖,還是舉例,我有一個類ClassA,其中有一個方法synchronized static methodA(),注意這個方法是靜態的了,那就是說這個類的所有的對象都公用一個這個方法了,那如果你在這個類的某個對象上調用了這個方法,那麼其他的對象如果想要用這個方法就得等著鎖被釋放,所以感覺就好像這個類被鎖住了一樣。
你的問題,被鎖的對象的其他方法能不能被訪問,如果你在某個對象上調用了他的同步方法,其他的方法還是可以進入的。
對象被鎖後,其他的方法不會有什麼動作,方法不會對同步方法唄調用做什麼反應的。
D. 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。
E. 求解java多線程的死鎖
你這是同步鎖,鎖的是A對象。有線程跟你一樣用 A對象當鎖的時候 ,只會有一條線程 來執行 B。其他線程都得等待。
1.A區域究竟什麼對象可以作為鎖?
對象,類對象。類對象 全局只有一個 比如 A.class ,當有人用到 這個類對象的時候 就會將其鎖住。不讓其他線程進入。
2.是不是我在一個線程中將A這個對象作為鎖,在另一個線程中對A這個對象進行操作,就會發生死鎖?
死鎖的根本原因1)是多個線程涉及到多個鎖,這些鎖存在著交叉,所以可能會導致了一個鎖依賴的閉環;2)默認的鎖申請操作是阻塞的。所以要避免死鎖,就要在一遇到多個對象鎖交叉的情況,就要仔細審查這幾個對象的類中的所有方法,是否存在著導致鎖依賴的環路的可能性。要採取各種方法來杜絕這種可能性。
你這樣 鎖不到的。舉個例子 死鎖 就是 x線程 鎖住了 A對象 然後 調用B對象的方法,y線程 鎖住了B對象調用A對象的方法,兩邊 都在互相嘗試獲取對方的鎖,但是拿不到。因為 x鎖住了A對象。y鎖住了B對象。他們互相拿不到 就叫死鎖。這只是個例子還有很多。
3不是說任何對象都可以作為一把鎖嗎?那麼每一個鎖我使用一個獨立的成員對象作為鎖,不就是可以很容易避開死鎖嗎?為什麼說死鎖很容易發生?
你每個鎖用一個獨立的成員對象作為鎖,沒問題,只要沒有存在交叉。上面那個例子一樣。
避免死鎖是一件困難的事,遵循以下原則有助於規避死鎖:
1、只在必要的最短時間內持有鎖,考慮使用同步語句塊代替整個同步方法;
2、盡量編寫不在同一時刻需要持有多個鎖的代碼,如果不可避免,則確保線程持有第二個鎖的時間盡量短暫;
3、創建和使用一個大鎖來代替若干小鎖,並把這個鎖用於互斥,而不是用作單個對象的對象級別鎖;