1. java 哪些鎖
Java中的鎖主要有以下幾種:
1. 公平鎖與非公平鎖。
2. 樂觀鎖與悲觀鎖。
3. 重量級鎖和輕量級鎖。
4. 偏向鎖。
接下來,對每種鎖進行詳細的解釋:
公平鎖與非公平鎖:
公平鎖在請求鎖的過程中是嚴格按照時間順序進行的,先來先得,後來後得,不會受到其他線程的干擾。非公平鎖則不保證請求的次序,在高並發環境下,非公平鎖可以減少線程競爭時的延遲,提高性能。在Java中,ReentrantLock類提供了公平與非公平鎖的實例。
樂觀鎖與悲觀鎖:
樂觀鎖認為系統中的並發沖突很少發生,因此在處理數據時不會立即鎖定,而是在更新數據時檢查數據是否被其他事務修改過。如果沒有被修改過,則提交事務;否則,事務會回滾。悲觀鎖則是當訪問數據時先鎖定,防止其他事務同時訪問和修改數據。Java中的資料庫操作通常使用這兩種鎖機制來保證數據的安全性和一致性。
重量級鎖和輕量級鎖:
這是針對鎖的粒度劃分。重量級鎖涉及系統級別的資源,如互斥量等,其鎖定開銷較大,適用於保護共享資源較少的情況。輕量級鎖則是為了減少對系統資源的佔用和提高性能而設計的,它減少線程阻塞的機會,允許多個線程同時獲取到鎖的許可權。在Java中,Synchronized關鍵字在實現上就是基於這兩種鎖的混合使用。
偏向鎖:
偏向鎖是Java為了提高性能而對Synchronized進行的一種優化。它認為在一個線程多次獲得同一個鎖的情況下,該鎖很可能是單線程所有,因此偏向於首次獲得鎖的線程。當其他線程嘗試獲取該鎖時,偏向鎖的持有者仍然擁有鎖的佔用權,除非發生競爭或重入等特殊情況。這種設計減少了線程競爭時的開銷,提高了性能。但請注意,偏向鎖的撤銷和膨脹會帶來額外的開銷。
2. 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。
3. 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;
4. JAVA的瑣是什麼有幾種鎖幾種鎖的區別又是什麼
眾所周知,java開發語言提供了很方便的開發平台,而且開發出來的程序很容易在不同的平台上面進行移植,現在越來越多的人使用它開發軟體。
Java有了它方便的一個方面,但是他同時也帶給了開發者一個煩惱,這就是保護的辦法不多,而且大多數不是很好用,這樣自己辛苦開發出來的程序很容易被人復制而據為己有,一般情況下,大多數的人都是用混編器(java obfuscator)來把開發出來的程序進行打亂以達到沒有辦法來反編譯觀看源代碼,但是這種辦法在網上很容易找到相關的軟體來重新整理,那麼這個混編只能控制一些本來也沒有辦法動您的軟體的人,而對於一些掌握工具的人幾乎是透明的,還有就是利用硬體加密鎖,但大多數公司提供的硬體加密鎖只是提供了一些dll的連接或簡單的api調用,只要反編譯他們,就很容易把一些api調用去掉,這樣硬體加密鎖也就不起作用了,但是現在到底有沒有好的辦法呢?
以色列阿拉丁公司提供的*** HL加密鎖提供的外殼加密工具中有一個叫做數據加密的功能,這個功能能更好的防止去除api的調用,各位都知道:硬體加密鎖的保護原理就是要您被加密過的軟體和加密鎖的硬體要緊緊地結合在一起,而且不容易被輕易的剔出原來的調用,這樣才能更好的保證您的軟體不被盜版,同時這種方式也很容易被程序員掌握,要對一個軟體實現保護,只需要幾分鍾的時間就可以了,下面簡單介紹一下他的原理:
運用阿拉丁公司提供的外殼工具先把調用您的java解釋器來進行加密,那麼就是說如果要運用這個解釋器就需要有一把特定的加密鎖存在,然後我們再運用它提供的外殼加密工具中的內容加密,把您寫好的java程序當作一個文件來處理而對他進行加密,這個加密是採用的AES128位的演算法的,這樣這個加密過的數據文件??您的軟體就只能被您保護過的java解釋器來進行解釋,但是在沒有加密鎖的情況下就不能夠運行您的軟體,從而達到真正保護您的軟體的目的。