关于java中提到的锁

之前一直听到很多的锁,什么公平锁,可重入锁,自选锁。。。,一直都没有搞明白这些都是什么玩意,直到现在我觉得是时候要缕一下这个东西了


java中锁的分类可以分为如下几类:

1.公平锁/非公平锁

2.可重入锁/不可重入锁

3.独享锁/共享锁

4.互斥锁/读写锁

5.乐观锁/悲观锁

6.分段锁

7.偏向锁/轻量级锁/重量级锁

8.自旋锁

以上这些名次并不是单一的,有的是指锁的状态,有的是指锁的特性,有的值锁的设计,接下来,我们就一起解释下这些锁

公平锁/非公平锁

公平锁是指当多个线程的时候,会按照申请的顺序来获取锁,所以顾名思义,非公平锁就是获取锁的方式可能不会按照顺序,甚至有可能后申请的线程先获取到锁,有可能会照成优先级反转或者饥饿现象,对于Java中的ReentrantLock来说,可以通过构造方法来指定该锁是否是公平锁,默认是非公平锁,非公平锁的优点比公平锁的吞吐量大,而java中关键字synchronized而言也是一种非公平锁,因为他不像ReentrantLock是可以通过AQS来实现线程的调度,所以无法变成公平锁。

可重入锁

可重入锁,从名字可以看出就是可重复调用,所以可重入锁又叫做递归锁,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,对于java来说,ReentrantLock和Synchronized都是可重入锁,可重入锁的好处就是避免了死锁的问题。

独享锁/共享锁,互斥锁/读写锁

独享锁是指该锁一次只能被一个线程拥有,而共享锁是可以被多个线程持有,对于Lock的实现类,ReadWriteLock的读锁就是共享锁,而写锁就是独享锁,所以该读写锁应用时是读读可以共享,读写,写写都是互斥的,当然对于ReentrantLock和synchronized也是独享锁,当然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。

乐观锁/悲观锁

乐观和悲观锁并不是指锁的什么特性,而是指看待并发同步的角度。乐观锁认为对于同一个数据的并发操作,是不会发生修改的,在更新数据的时候采用尝试的方法去更新,不断的尝试更新,乐观的认为,不加锁的并发操作是没有事情的;悲观锁则相反,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。所以综合来讲,乐观锁适合用于读多写少的场景,不加锁的时候,性能很高。而悲观锁适合用于读少写多的场景,能够保证写入的数据绝对安全。那么在java中使用的话,悲观锁就是各种的锁,而乐观锁就是采用CAS算法,无锁编程,典型的就是原子类,通过CAS自璇实现原子操作的更新。

分段锁

分段锁只是一种设计,对于常见的就是ConcurrentHashMap,它并发的实现就是采用分段锁的形式来实现高效的并发操作,我们就那ConcurrentHashMap来分析一下分段锁的含义和设计思想,ConcurrentHashMap中的分段锁是Segment,它类似于一个HashMap的结构(jdk7和jdk8中的实现),里面是一个Entry数组,而数组中的每一个元素又都是一个链表,同时又是一个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。所以这三个概念是逐级递增的

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。典型的自旋锁的实现如下图:


由于自旋锁只是将当前线程不停地执行循环体,不进行线程状态的改变,所以响应速度更快。但是当线程数不停增加时,性能下降明显,因为每个线程都需要执行,占用CPU时间。如果线程竞争不激烈,并且保持锁的时间段,适合使用自旋锁。

总结:以上就是关于锁的各种概念,其实实际操作中用的最多的也就是ConcurrentHashMap,其他的情况也要根据实际情况来做,但是理解这些概念可以帮助我们更好的掌握锁的使用机制,当然,面试也是加分项了,一起加油吧,与君共勉!


©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 220,192评论 6 511
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,858评论 3 396
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 166,517评论 0 357
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 59,148评论 1 295
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 68,162评论 6 397
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,905评论 1 308
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,537评论 3 420
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,439评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,956评论 1 319
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 38,083评论 3 340
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 40,218评论 1 352
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,899评论 5 347
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,565评论 3 331
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 32,093评论 0 23
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,201评论 1 272
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,539评论 3 375
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 45,215评论 2 358

推荐阅读更多精彩内容