1. java 哪些锁
Java中的锁主要有以下几种:
1. 公平锁与非公平锁。
2. 乐观锁与悲观锁。
3. 重量级锁和轻量级锁。
4. 偏向锁。
接下来,对每种锁进行详细的解释:
公平锁与非公平锁:
公平锁在请求锁的过程中是严格按照时间顺序进行的,先来先得,后来后得,不会受到其他线程的干扰。非公平锁则不保证请求的次序,在高并发环境下,非公平锁可以减少线程竞争时的延迟,提高性能。在Java中,ReentrantLock类提供了公平与非公平锁的实例。
乐观锁与悲观锁:
乐观锁认为系统中的并发冲突很少发生,因此在处理数据时不会立即锁定,而是在更新数据时检查数据是否被其他事务修改过。如果没有被修改过,则提交事务;否则,事务会回滚。悲观锁则是当访问数据时先锁定,防止其他事务同时访问和修改数据。Java中的数据库操作通常使用这两种锁机制来保证数据的安全性和一致性。
重量级锁和轻量级锁:
这是针对锁的粒度划分。重量级锁涉及系统级别的资源,如互斥量等,其锁定开销较大,适用于保护共享资源较少的情况。轻量级锁则是为了减少对系统资源的占用和提高性能而设计的,它减少线程阻塞的机会,允许多个线程同时获取到锁的权限。在Java中,Synchronized关键字在实现上就是基于这两种锁的混合使用。
偏向锁:
偏向锁是Java为了提高性能而对Synchronized进行的一种优化。它认为在一个线程多次获得同一个锁的情况下,该锁很可能是单线程所有,因此偏向于首次获得锁的线程。当其他线程尝试获取该锁时,偏向锁的持有者仍然拥有锁的占用权,除非发生竞争或重入等特殊情况。这种设计减少了线程竞争时的开销,提高了性能。但请注意,偏向锁的撤销和膨胀会带来额外的开销。
2. JAVA锁有哪些种类,以及区别
常见的Java锁有下面这些:
公平锁/非公平锁
可重入锁
独享锁/共享锁
互斥锁/读写锁
乐观锁/悲观锁
分段锁
偏向锁/轻量级锁/重量级锁
自旋锁
这些分类并不是全是指锁的状态,有的指锁的特性,有的指锁的设计,下面总结的内容是对每个锁的名词进行一定的解释。
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JavaReentrantLock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。
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JavaReentrantLock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。
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。
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JavaReentrantLock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。
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
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。
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。
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。
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。
3. 求解java多线程的死锁
你这是同步锁,锁的是A对象。有线程跟你一样用 A对象当锁的时候 ,只会有一条线程 来执行 B。其他线程都得等待。
1.A区域究竟什么对象可以作为锁?
对象,类对象。类对象 全局只有一个 比如 A.class ,当有人用到 这个类对象的时候 就会将其锁住。不让其他线程进入。
2.是不是我在一个线程中将A这个对象作为锁,在另一个线程中对A这个对象进行操作,就会发生死锁?
死锁的根本原因1)是多个线程涉及到多个锁,这些锁存在着交叉,所以可能会导致了一个锁依赖的闭环;2)默认的锁申请操作是阻塞的。所以要避免死锁,就要在一遇到多个对象锁交叉的情况,就要仔细审查这几个对象的类中的所有方法,是否存在着导致锁依赖的环路的可能性。要采取各种方法来杜绝这种可能性。
你这样 锁不到的。举个例子 死锁 就是 x线程 锁住了 A对象 然后 调用B对象的方法,y线程 锁住了B对象调用A对象的方法,两边 都在互相尝试获取对方的锁,但是拿不到。因为 x锁住了A对象。y锁住了B对象。他们互相拿不到 就叫死锁。这只是个例子还有很多。
3不是说任何对象都可以作为一把锁吗?那么每一个锁我使用一个独立的成员对象作为锁,不就是可以很容易避开死锁吗?为什么说死锁很容易发生?
你每个锁用一个独立的成员对象作为锁,没问题,只要没有存在交叉。上面那个例子一样。
避免死锁是一件困难的事,遵循以下原则有助于规避死锁:
1、只在必要的最短时间内持有锁,考虑使用同步语句块代替整个同步方法;
2、尽量编写不在同一时刻需要持有多个锁的代码,如果不可避免,则确保线程持有第二个锁的时间尽量短暂;
3、创建和使用一个大锁来代替若干小锁,并把这个锁用于互斥,而不是用作单个对象的对象级别锁;
4. JAVA的琐是什么有几种锁几种锁的区别又是什么
众所周知,java开发语言提供了很方便的开发平台,而且开发出来的程序很容易在不同的平台上面进行移植,现在越来越多的人使用它开发软件。
Java有了它方便的一个方面,但是他同时也带给了开发者一个烦恼,这就是保护的办法不多,而且大多数不是很好用,这样自己辛苦开发出来的程序很容易被人复制而据为己有,一般情况下,大多数的人都是用混编器(java obfuscator)来把开发出来的程序进行打乱以达到没有办法来反编译观看源代码,但是这种办法在网上很容易找到相关的软件来重新整理,那么这个混编只能控制一些本来也没有办法动您的软件的人,而对于一些掌握工具的人几乎是透明的,还有就是利用硬件加密锁,但大多数公司提供的硬件加密锁只是提供了一些dll的连接或简单的api调用,只要反编译他们,就很容易把一些api调用去掉,这样硬件加密锁也就不起作用了,但是现在到底有没有好的办法呢?
以色列阿拉丁公司提供的*** HL加密锁提供的外壳加密工具中有一个叫做数据加密的功能,这个功能能更好的防止去除api的调用,各位都知道:硬件加密锁的保护原理就是要您被加密过的软件和加密锁的硬件要紧紧地结合在一起,而且不容易被轻易的剔出原来的调用,这样才能更好的保证您的软件不被盗版,同时这种方式也很容易被程序员掌握,要对一个软件实现保护,只需要几分钟的时间就可以了,下面简单介绍一下他的原理:
运用阿拉丁公司提供的外壳工具先把调用您的java解释器来进行加密,那么就是说如果要运用这个解释器就需要有一把特定的加密锁存在,然后我们再运用它提供的外壳加密工具中的内容加密,把您写好的java程序当作一个文件来处理而对他进行加密,这个加密是采用的AES128位的算法的,这样这个加密过的数据文件??您的软件就只能被您保护过的java解释器来进行解释,但是在没有加密锁的情况下就不能够运行您的软件,从而达到真正保护您的软件的目的。