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可重入锁java

发布时间:2023-05-21 23:13:08

java reentrantlock原理

你可以参考一下下面的自定义实现:
通过判断线程的方式可以实现可重入锁的构造
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());
}
}
// 可重入锁
class ReLock{
//是否占用
private boolean isLocked = false;
private Thread lockedBy = null; //存储线程
private int holdCount = 0;
//使用锁
public synchronized void lock() throws InterruptedException {
Thread t = Thread.currentThread();
while(isLocked && lockedBy != t) {
wait();
}

isLocked = true;
lockedBy = t;
holdCount ++;
}
//释放锁
public synchronized void unlock() {
if(Thread.currentThread() == lockedBy) {
holdCount --;
if(holdCount ==0) {
isLocked = false;
notify();
lockedBy = null;
}
}
}
public int getHoldCount() {
return holdCount;
}
}
有一个上下文的概念。

② java并发常识

1.java并发编程是什么
1, 保证线程安全的三种方法: a, 不要跨线程访问共享变量b, 使共享变量是final类型的c, 将共享变量的操作加上同步 2, 一开始就将类设计成线程安全的, 比在后期重新修复它,更容易。

3, 编写多线程程序, 首先保证它是正确的, 其次再考虑性能。 4, 无状态或只读对象永远是线程安全的。

5, 不要将一个共享变量 *** 在多线程环境下(无同步或不可变性保护) 6, 多线程环境下的延迟加载需要同步的保护, 因为延迟加载会造成对象重复实例化 7, 对于volatile声明的数值类型变量进行运算, 往往是不安全的(volatile只能保证可见性,不能保证原子性)。 详见volatile原理与技巧中, 脏数据问题讨论。

8, 当一个线程请求获得它自己占有的锁时(同一把锁的嵌套使用), 我们称该锁为可重入锁。在jdk1。

5并发包中, 提供了可重入锁的java实现-ReentrantLock。 9, 每个共享变量,都应该由一个唯一确定的锁保护。

创建与变量相同数目的ReentrantLock, 使他们负责每个变量的线程安全。 10,虽然缩小同步块的范围, 可以提升系统性能。

但在保证原子性的情况下, 不可将原子操作分解成多个synchronized块。 11, 在没有同步的情况下, 编译器与处理器运行时的指令执行顺序可能完全出乎意料。

原因是, 编译器或处理器为了优化自身执行效率, 而对指令进行了的重排序(reordering)。 12, 当一个线程在没有同步的情况下读取变量, 它可能会得到一个过期值, 但是至少它可以看到那个线程在当时设定的一个真实数值。

而不是凭空而来的值。 这种安全保证, 称之为最低限的安全性(out-of-thin-air safety) 在开发并发应用程序时, 有时为了大幅度提高系统的吞吐量与性能, 会采用这种无保障的做法。

但是针对, 数值的运算, 仍旧是被否决的。 13, volatile变量,只能保证可见性, 无法保证原子性。

14, 某些耗时较长的网络操作或IO, 确保执行时, 不要占有锁。 15, 发布(publish)对象, 指的是使它能够被当前范围之外的代码所使用。

(引用传递)对象逸出(escape), 指的是一个对象在尚未准备好时将它发布。 原则: 为防止逸出, 对象必须要被完全构造完后, 才可以被发布(最好的解决方式是采用同步) this关键字引用对象逸出 例子: 在构造函数中, 开启线程, 并将自身对象this传入线程, 造成引用传递。

而此时, 构造函数尚未执行完, 就会发生对象逸出了。 16, 必要时, 使用ThreadLocal变量确保线程封闭性(封闭线程往往是比较安全的, 但一定程度上会造成性能损耗)封闭对象的例子在实际使用过程中, 比较常见, 例如 hibernate openSessionInView机制, jdbc的connection机制。

17, 单一不可变对象往往是线程安全的(复杂不可变对象需要保证其内部成员变量也是不可变的)良好的多线程编程习惯是: 将所有的域都声明为final, 除非它们是可变的。
2.Java线程并发协作是什么
线程发生死锁可能性很小,即使看似可能发生死锁的代码,在运行时发生死锁的可能性也是小之又小。

发生死锁的原因一般是两个对象的锁相互等待造成的。 在《Java线程:线程的同步与锁》一文中,简述死锁的概念与简单例子,但是所给的例子是不完整的,这里给出一个完整的例子。

/** * Java线程:并发协作-死锁 * * @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.如何学习Java高并发
1.学习 *** 并发框架的使用,如ConcurrentHashMAP,CopyOnWriteArrayList/Set等2.几种并发锁的使用以及线程同步与互斥,如ReentainLock,synchronized,Lock,CountDownLatch,Semaphore等3.线程池如Executors,ThreadPoolExecutor等4.Runable,Callable,RescureTask,Future,FutureTask等5.Fork-Join框架以上基本包含完了,如有缺漏请原谅。
4.并发编程的Java抽象有哪些呢
一、机器和OS级别抽象 (1)冯诺伊曼模型 经典的顺序化计算模型,貌似可以保证顺序化一致性,但是没有哪个现代的多处理架构会提供顺序一致性,冯氏模型只是现代多处理器行为的模糊近似。

这个计算模型,指令或者命令列表改变内存变量直接契合命令编程泛型,它以显式的算法为中心,这和声明式编程泛型有区别。 就并发编程来说,会显着的引入时间概念和状态依赖 所以所谓的函数式编程可以解决其中的部分问题。

(2)进程和线程 进程抽象运行的程序,是操作系统资源分配的基本单位,是资源cpu,内存,IO的综合抽象。 线程是进程控制流的多重分支,它存在于进程里,是操作系统调度的基本单位,线程之间同步或者异步执行,共享进程的内存地址空间。

(3)并发与并行 并发,英文单词是concurrent,是指逻辑上同时发生,有人做过比喻,要完成吃完三个馒头的任务,一个人可以这个馒头咬一口,那个馒头咬一口,这样交替进行,最后吃完三个馒头,这就是并发,因为在三个馒头上同时发生了吃的行为,如果只是吃完一个接着吃另一个,这就不是并发了,是排队,三个馒头如果分给三个人吃,这样的任务完成形式叫并行,英文单词是parallel。 回到计算机概念,并发应该是单CPU时代或者单核时代的说法,这个时候CPU要同时完成多任务,只能用时间片轮转,在逻辑上同时发生,但在物理上是串行的。

现在大多数计算机都是多核或者多CPU,那么现在的多任务执行方式就是物理上并行的。 为了从物理上支持并发编程,CPU提供了相应的特殊指令,比如原子化的读改写,比较并交换。

(4)平台内存模型 在可共享内存的多处理器体系结构中,每个处理器都有它自己的缓存,并且周期性的与主存同步,为什么呢?因为处理器通过降低一致性来换取性能,这和CAP原理通过降低一致性来获取伸缩性有点类似,所以大量的数据在CPU的寄存器中被计算,另外CPU和编译器为了性能还会乱序执行,但是CPU会提供存储关卡指令来保证存储的同步,各种平台的内存模型或者同步指令可能不同,所以这里必须介入对内存模型的抽象,JMM就是其中之一。 二、编程模型抽象 (1)基于线程模型 (2)基于Actor模型 (3)基于STM软件事务内存 …… Java体系是一个基于线程模型的本质编程平台,所以我们主要讨论线程模型。

三、并发单元抽象 大多数并发应用程序都是围绕执行任务进行管理的,任务是抽象,离散的工作单元,所以编写并发程序,首要工作就是提取和分解并行任务。 一旦任务被抽象出来,他们就可以交给并发编程平台去执行,同时在任务抽象还有另一个重要抽象,那就是生命周期,一个任务的开始,结束,返回结果,都是生命周期中重要的阶段。

那么编程平台必须提供有效安全的管理任务生命周期的API。 四、线程模型 线程模型是Java的本质模型,它无所不在,所以Java开发必须搞清楚底层线程调度细节,不搞清楚当然就会有struts1,struts2的原理搞不清楚的基本灾难(比如在struts2的action中塞入状态,把struts2的action配成单例)。

用线程来抽象并发编程,是比较低级别的抽象,所以难度就大一些,难度级别会根据我们的任务特点有以下几个类别 (1)任务非常独立,不共享,这是最理想的情况,编程压力为0。 (2)共享数据,压力开始增大,必须引入锁,Volatile变量,问题有活跃度和性能危险。

(3)状态依赖,压力再度增大,这时候我们基本上都是求助jdk 提供的同步工具。 五、任务执行 任务是一个抽象体,如果被抽象了出来,下一步就是交给编程平台去执行,在Java中,描述任务的一个基本接口是Runnable,可是这个抽象太有限了,它不能返回值和抛受检查异常,所以Jdk5。

0有另外一个高级抽象Callable。 任务的执行在Jdk中也是一个底级别的Thread,线程有好处,但是大量线程就有大大的坏处,所以如果任务量很多我们并不能就创建大量的线程去服务这些任务,那么Jdk5。

0在任务执行上做了抽象,将任务和任务执行隔离在接口背后,这样我们就可以引入比如线程池的技术来优化执行,优化线程的创建。 任务是有生命周期的,所以Jdk5。

0提供了Future这个对象来描述对象的生命周期,通过这个future可以取到任务的结果甚至取消任务。 六、锁 当然任务之间共享了数据,那么要保证数据的安全,必须提供一个锁机制来协调状态,锁让数据访问原子,但是引入了串行化,降低了并发度,锁是降低程序伸缩性的原罪,锁是引入上下文切换的主要原罪,锁是引入死锁,活锁,优先级倒置的绝对原罪,但是又不能没有锁,在Java中,锁是一个对象,锁提供原子和内存可见性,Volatile变量提供内存可见性不提供原子,原子变量提供可见性和原子,通过原子变量可以构建无锁算法和无锁数据结构,但是这需要高高手才可以办到。
5.Java高并发入门要怎么学习
1、如果不使用框架,纯原生Java编写,是需要了解Java并发编程的,主要就是学习Doug Lea开发的那个java.util.concurrent包下面的API;2、如果使用框架,那么我的理解,在代码层面确实不会需要太多的去关注并发问题,反而是由于高并发会给系统造成很大压力,要在缓存、数据库操作上要多加考虑。

3、但是即使是使用框架,在工作中还是会用到多线程,就拿常见的CRUD接口来说,比如一个非常耗时的save接口,有多耗时呢?我们假设整个save执行完要10分钟,所以,在save的时候,就需要采用异步的方式,也就是单独用一个线程去save,然后直接给前端返回200。
6.Java如何进行并发多连接socket编程呢
Java多个客户端同时连接服务端,在现实生活中用得比较多。

同时执行多项任务,第一想到的当然是多线程了。下面用多线程来实现并发多连接。

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多线程,高并发,大数据方面的技能
线程:同一类线程共享代码和数据空间,每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC),线程切换开销小。

(线程是cpu调度的最小单位)线程和进程一样分为五个阶段:创建、就绪、运行、阻塞、终止。多进程是指操作系统能同时运行多个任务(程序)。

多线程是指在同一程序中有多个顺序流在执行。在java中要想实现多线程,有两种手段,一种是继续Thread类,另外一种是实现Runable接口.(其实准确来讲,应该有三种,还有一种是实现Callable接口,并与Future、线程池结合使用。
8.java工程师需要掌握哪些知识
1.Core Java,就是Java基础、JDK的类库,很多童鞋都会说,JDK我懂,但是懂还不足够,知其然还要知其所以然,JDK的源代码写的非常好,要经常查看,对使用频繁的类,比如String, *** 类(List,Map,Set)等数据结构要知道它们的实现,不同的 *** 类有什么区别,然后才能知道在一个具体的场合下使用哪个 *** 类更适合、更高效,这些内容直接看源代码就OK了2.多线程并发编程,现在并发几乎是写服务端程序必须的技术,那对Java中的多线程就要有足够的熟悉,包括对象锁机制、synchronized关键字,concurrent包都要非常熟悉,这部分推荐你看看《Java并发编程实践》这本书,讲解的很详细3.I/O,Socket编程,首先要熟悉Java中Socket编程,以及I/O包,再深入下去就是Java NIO,再深入下去是操作系统底层的Socket实现,了解Windows和Linux中是怎么实现socket的4.JVM的一些知识,不需要熟悉,但是需要了解,这是Java的本质,可以说是Java的母体, 了解之后眼界会更宽阔,比如Java内存模型(会对理解Java锁、多线程有帮助)、字节码、JVM的模型、各种垃圾收集器以及选择、JVM的执行参数(优化JVM)等等,这些知识在《深入Java虚拟机》这本书中都有详尽的解释,或者去oracle网站上查看具体版本的JVM规范.5.一些常用的设计模式,比如单例、模板方法、代理、适配器等等,以及在Core Java和一些Java框架里的具体场景的实现,这个可能需要慢慢积累,先了解有哪些使用场景,见得多了,自己就自然而然会去用。

6.常用数据库(Oracle、MySQL等)、SQL语句以及一般的优化7.JavaWeb开发的框架,比如Spring、iBatis等框架,同样他们的原理才是最重要的,至少要知道他们的大致原理。8.其他一些有名的用的比较多的开源框架和包,ty网络框架,Apache mon的N多包,Google的Guava等等,也可以经常去Github上找一些代码看看。

暂时想到的就这么多吧,1-4条是Java基础,全部的这些知识没有一定的时间积累是很难搞懂的,但是了解了之后会对Java有个彻底的了解,5和6是需要学习的额外技术,7-8是都是基于1-4条的,正所谓万变不离其宗,前4条就是Java的灵魂所在,希望能对你有所帮助9.(补充)学会使用Git。如果你还在用SVN的话,赶紧投入Git的怀抱吧。
9.java 多线程的并发到底是什么意思
一、多线程1、操作系统有两个容易混淆的概念,进程和线程。

进程:一个计算机程序的运行实例,包含了需要执行的指令;有自己的独立地址空间,包含程序内容和数据;不同进程的地址空间是互相隔离的;进程拥有各种资源和状态信息,包括打开的文件、子进程和信号处理。线程:表示程序的执行流程,是CPU调度执行的基本单位;线程有自己的程序计数器、寄存器、堆栈和帧。

同一进程中的线程共用相同的地址空间,同时共享进进程锁拥有的内存和其他资源。2、Java标准库提供了进程和线程相关的API,进程主要包括表示进程的java.lang.Process类和创建进程的java.lang.ProcessBuilder类;表示线程的是java.lang.Thread类,在虚拟机启动之后,通常只有Java类的main方法这个普通线程运行,运行时可以创建和启动新的线程;还有一类守护线程(damon thread),守护线程在后台运行,提供程序运行时所需的服务。

当虚拟机中运行的所有线程都是守护线程时,虚拟机终止运行。3、线程间的可见性:一个线程对进程 *** 享的数据的修改,是否对另一个线程可见可见性问题:a、CPU采用时间片轮转等不同算法来对线程进行调度[java] view plainpublic class IdGenerator{ private int value = 0; public int getNext(){ return value++; } } 对于IdGenerator的getNext()方法,在多线程下不能保证返回值是不重复的:各个线程之间相互竞争CPU时间来获取运行机会,CPU切换可能发生在执行间隙。

以上代码getNext()的指令序列:CPU切换可能发生在7条指令之间,多个getNext的指令交织在一起。

③ java 可重入锁如何避免死锁的

synchronized标记的同步是要绑定一个对象的,不写的话实际上实际上就是synchronized(this),即绑定当前对象,这个this对象就是锁(synchronized中可以认为就是监视器),当LoggingWidget执行dosomething的时候获得了这把锁(this),那么他去调用父类(Widget)的dosomthing的时候,父类的dosomething方法也要得到这个锁(this),但是子类的这个方法还没有运行完毕,所以还持有这个锁,父类方法在等,子类不释放锁还拼命的让父类方法执行,却不知道父类方法在眼巴巴的等着这个锁,这样就死锁了······

④ 005 锁的重入性 | 重入锁

一个进程 获得到某个对象的锁后,在其他地方,又需要获得该对象的锁,此时,可以进入,而不是阻塞。

Java中ReentrantLock和synchronized都是可重入锁,可重入锁的一个优点是可一定程度避免死锁

重入的特性, 发生在同一个线程本身,而且是获得锁后的时间内,再次需要获得锁,不阻塞,直接进入 。

上述,两个synchronized关键词,作用都是一个对象d1(确保是同一个锁了),a方法获得锁,在持有锁期间,需要获得b方法的锁(同一个锁),重入不阻塞。

看是否能够获得锁,需要明确是否是同一个对象的锁,以及是否可重入,如下,

执行顺序(可能)先输出a,等待1秒后,输出b,为什么不是同时输出ab?
因为第一个线程先获得到锁后,对于第二个线程而言,因为是一个锁对象,所以等待,当第一个线程执行完毕后释放锁,第二个线程才能获得锁。 可重入性针对是同一个线程而言,多个线程的情况,竞争获得锁

⑤ java的可重入锁用在哪些场合

用在只能单线程处理的地方呗,一般来说,如果一个方法被多个握贺兆线程调用,方法里有修改类变量就需要锁了,因为在线程运行时,类变拍茄量被拷贝到线程专用的缓段租存,然后再拷贝回程序内存,如果同时有多个线程做上述动作,最后一个线程改变后的值就会覆盖其他线程做的修改。

⑥ java如何实现线程安全,synchronized和lock的区别,可重入锁

一、synchronized和lock的用法区别


synchronized:在需要同步的对象中加入此控制,synchronized在方法上,也在特定代码块中,括号中表示需要锁的对象。


lock:需要显示指定起始位置和终止位置。一般使用ReentrantLock类做为锁,多个线程中必须要使用一个ReentrantLock类做为对象才能保证锁的生效。且在加锁和解锁处需要通过lock()和unlock()显示指出。所以一般会在finally块中写unlock()以防死锁。


二、synchronized和lock用途区别


synchronized原语和ReentrantLock在一般情况下没有什么区别,但是在非常复杂的同步应用中,请考虑使用ReentrantLock,特别是遇到下面2种需求的时候。


  1. 某个线程在等待一个锁的控制权的这段时间需要中断

  2. 2.需要分开处理一些wait-notify,ReentrantLock里面的Condition应用,能够控制notify哪个线程

  3. 3.具有公平锁功能,每个到来的线程都将排队等候

⑦ java 锁有几种

乐观锁/悲观锁

乐观锁与悲观锁不是指具体的什么类型的锁,而是指看待并发同步的角度。

悲观锁认为对于同一个数据的并发操作,一定是会发生修改的,哪怕没有修改,也会认为修改。因此对于同一个数据的并发操作,悲观锁采取加锁的形式。悲观的认为,不加锁的并发操作一定会出问题。
乐观锁则认为对于同一个数据的并发操作,是不会发生修改的。在更新数据的时候,会采用尝试更新,不断重新的方式更新数据。乐观的认为,不加锁的并发操作是没有事情的。
从上面的描述我们可以看出,悲观锁适合写操作非常多的场景,乐观锁适合读操作非常多的场景,不加锁会带来大量的性能提升。
公平锁/非公平锁

公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁。

非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序,有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。

优点:在于吞吐量比公平锁大。
缺点:可能会造成优先级反转或者某些线程饥饿现象(一直拿不到锁)。
对于Java ReentrantLock而言,通过构造函数指定该锁是否是公平锁,默认是非公平锁。
对于Synchronized而言,也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是通过AQS的来实现线程调度,所以并没有任何办法使其变成公平锁。
可重入锁

可重入锁的概念是自己可以再次获取自己的内部锁。
举个例子,比如一条线程获得了某个对象的锁,此时这个对象锁还没有释放,当其再次想要获取这个对象的锁的时候还是可以获取的(如果不可重入的锁的话,此刻会造成死锁)。说的更高深一点可重入锁是一种递归无阻塞的同步机制。
对于Java ReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一个可重入锁,其名字是Re entrant Lock重新进入锁。
对于Synchronized而言,也是一个可重入锁。可重入锁的一个好处是可一定程度避免死锁。
独享锁/共享锁

独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。
共享锁是指该锁可被多个线程所持有。
对于Java ReentrantLock(互斥锁)而言,其是独享锁。
但是对于Lock的另一个实现类ReadWriteLock(读写锁),其读锁是共享锁,其写锁是独享锁。读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的,读写,写读 ,写写的过程是互斥的。
对于Synchronized而言,当然是独享锁。
分段锁

分段锁其实是一种锁的设计,并不是具体的一种锁。对于ConcurrentHashMap而言,其并发的实现就是通过分段锁的形式来实现高效的并发操作。

我们以ConcurrentHashMap来说一下分段锁的含义以及设计思想,ConcurrentHashMap中的分段锁称为Segment,它即类似于HashMap(JDK7与JDK8中HashMap的实现)的结构,即内部拥有一个Entry数组,数组中的每个元素又是一个链表;同时又是一个ReentrantLock(Segment继承了ReentrantLock)。
当需要put元素的时候,并不是对整个hashmap进行加锁,而是先通过hashcode来知道他要放在那一个分段中,然后对这个分段进行加锁,所以当多线程put的时候,只要不是放在一个分段中,就实现了真正的并行的插入。
但是,在统计size的时候,可就是获取hashmap全局信息的时候,就需要获取所有的分段锁才能统计。
分段锁的设计目的是细化锁的粒度,当操作不需要更新整个数组的时候,就仅仅针对数组中的一项进行加锁操作。
互斥锁:

无法获取琐时,进线程立刻放弃剩余的时间片并进入阻塞(或者说挂起)状态,同时保存寄存器和程序计数器的内容(保存现场,上下文切换的前半部分),当可以获取锁时,进线程激活,等待被调度进CPU并恢复现场(上下文切换下半部分)

上下文切换会带来数十微秒的开销,不要在性能敏感的地方用互斥锁
读写锁:

1)多个读者可以同时进行读
2)写者必须互斥(只允许一个写者写,也不能读者写者同时进行)
3)写者优先于读者(一旦有写者,则后续读者必须等待,唤醒时优先考虑写者)
自旋锁:

自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞,而是采用循环的方式去尝试获取锁,这样的好处是减少线程上下文切换的消耗,缺点是循环会消耗CPU。

⑧ Java锁有哪些种类,以及区别

一、公平锁/非公平锁

公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁。

非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序,有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。有可能,会造成优先级反转或者饥饿现象。

对于Java ReentrantLock而言,通过构造函数指定该锁是否是公平锁,默认是非公平锁。非公平锁的优点在于吞吐量比公平锁大。

对于Synchronized而言,也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是通过AQS的来实现线程调度,所以并没有任何办法使其变成公平锁。

二、可重入锁

可重入锁又名递归锁,是指在同一个线程在外层方法获取锁的时候,在进入内层方法会自动获取锁。说的有点抽象,下面会有一个代码的示例。

对于Java ReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一个可重入锁,其名字是Re entrant Lock重新进入锁。

对于Synchronized而言,也是一个可重入锁。可重入锁的一个好处是可一定程度避免死锁。

synchronized void setA() throws Exception{

Thread.sleep(1000);

setB();

}

synchronized void setB() throws Exception{

Thread.sleep(1000);

}

上面的代码就是一个可重入锁的一个特点,如果不是可重入锁的话,setB可能不会被当前线程执行,可能造成死锁。

三、独享锁/共享锁

独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。

共享锁是指该锁可被多个线程所持有。

对于Java
ReentrantLock而言,其是独享锁。但是对于Lock的另一个实现类ReadWriteLock,其读锁是共享锁,其写锁是独享锁。

读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的,读写,写读 ,写写的过程是互斥的。

独享锁与共享锁也是通过AQS来实现的,通过实现不同的方法,来实现独享或者共享。

对于Synchronized而言,当然是独享锁。

四、互斥锁/读写锁

上面讲的独享锁/共享锁就是一种广义的说法,互斥锁/读写锁就是具体的实现。

互斥锁在Java中的具体实现就是ReentrantLock

读写锁在Java中的具体实现就是ReadWriteLock

五、乐观锁/悲观锁

乐观锁与悲观锁不是指具体的什么类型的锁,而是指看待并发同步的角度。

悲观锁认为对于同一个数据的并发操作,一定是会发生修改的,哪怕没有修改,也会认为修改。因此对于同一个数据的并发操作,悲观锁采取加锁的形式。悲观的认为,不加锁的并发操作一定会出问题。

乐观锁则认为对于同一个数据的并发操作,是不会发生修改的。在更新数据的时候,会采用尝试更新,不断重新的方式更新数据。乐观的认为,不加锁的并发操作是没有事情的。

从上面的描述我们可以看出,悲观锁适合写操作非常多的场景,乐观锁适合读操作非常多的场景,不加锁会带来大量的性能提升。

悲观锁在Java中的使用,就是利用各种锁。

乐观锁在Java中的使用,是无锁编程,常常采用的是CAS算法,典型的例子就是原子类,通过CAS自旋实现原子操作的更新。

六、分段锁

分段锁其实是一种锁的设计,并不是具体的一种锁,对于ConcurrentHashMap而言,其并发的实现就是通过分段锁的形式来实现高效的并发操作。

我们以ConcurrentHashMap来说一下分段锁的含义以及设计思想,ConcurrentHashMap中的分段锁称为Segment,它即类似于HashMap(JDK7与JDK8中HashMap的实现)的结构,即内部拥有一个Entry数组,数组中的每个元素又是一个链表;同时又是一个ReentrantLock(Segment继承了ReentrantLock)。

当需要put元素的时候,并不是对整个hashmap进行加锁,而是先通过hashcode来知道他要放在那一个分段中,然后对这个分段进行加锁,所以当多线程put的时候,只要不是放在一个分段中,就实现了真正的并行的插入。

但是,在统计size的时候,可就是获取hashmap全局信息的时候,就需要获取所有的分段锁才能统计。

分段锁的设计目的是细化锁的粒度,当操作不需要更新整个数组的时候,就仅仅针对数组中的一项进行加锁操作。

七、偏向锁/轻量级锁/重量级锁

这三种锁是指锁的状态,并且是针对Synchronized。在Java
5通过引入锁升级的机制来实现高效Synchronized。这三种锁的状态是通过对象监视器在对象头中的字段来表明的。

偏向锁是指一段同步代码一直被一个线程所访问,那么该线程会自动获取锁。降低获取锁的代价。

轻量级锁是指当锁是偏向锁的时候,被另一个线程所访问,偏向锁就会升级为轻量级锁,其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁,不会阻塞,提高性能。

重量级锁是指当锁为轻量级锁的时候,另一个线程虽然是自旋,但自旋不会一直持续下去,当自旋一定次数的时候,还没有获取到锁,就会进入阻塞,该锁膨胀为重量级锁。重量级锁会让其他申请的线程进入阻塞,性能降低。

八、自旋锁

在Java中,自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞,而是采用循环的方式去尝试获取锁,这样的好处是减少线程上下文切换的消耗,缺点是循环会消耗CPU。

典型的自旋锁实现的例子,可以参考自旋锁的实现

阅读全文

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