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  • java并发编程(五)lock

    参考文章:

    公平锁和非公平锁

    公平锁:严格按照先来后到的顺去获取锁
    非公平锁:允许插队获取锁  比如:synchronized

    重入锁和不可重入锁

    可重入锁:同一个线程再次进入同步代码的时候.可以使用自己已经获取到的锁,这就是可重入锁,比如:synchronized ,java.util.concurrent.locks.ReentrantLock

    不可重入锁:不能使用自己已经获取到的锁。比如:.Linux下的pthread_mutex_t锁是默认是非递归的,jdk里没有默认的实现类

    为什么要可重入:

    如果线程A继续再次获得这个锁呢?比如一个方法是synchronized,递归调用自己,那么第一次已经获得了锁,第二次调用的时候还能进入吗? 直观上当然需要能进入.这就要求必须是可重入的.可重入锁又叫做递归锁

    如何实现可重入:

    为每个锁关联一个获取计数器和一个所有者线程,当计数值为0的时候,这个锁就没有被任何线程只有.当线程请求一个未被持有的锁时,JVM将记下锁的持有者,并且将获取计数值置为1,如果同一个线程再次获取这个锁,技术值将递增,退出一次同步代码块,计算值递减,当计数值为0时,这个锁就被释放.ReentrantLock里面有实现

    乐观锁和悲观锁

    悲观锁:总是假设最坏的情况,每次去拿数据的时候都认为别人会修改,所以每次在拿数据的时候都会上锁,这样别人想拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制,比如行锁,表锁等,读锁,写锁等,都是在做操作之前先上锁。再比如Java里面的同步原语synchronized关键字的实现也是悲观锁
    乐观锁:顾名思义,就是很乐观,每次去拿数据的时候都认为别人不会修改,所以不会上锁,但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据,可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型,这样可以提高吞吐量,像数据库提供的类似于write_condition机制,其实都是提供的乐观锁。在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式CAS实现的

    Lock与synchronized的区别

    1. Lock的加锁和解锁都是由java代码配合native方法(调用操作系统的相关方法)实现的,而synchronize的加锁和解锁的过程是由JVM管理的
    2. 当一个线程使用synchronize获取锁时,若锁被其他线程占用着,那么当前只能被阻塞,直到成功获取锁。而Lock则提供超时锁和可中断等更加灵活的方式,在未能获取锁的条件下提供一种退出的机制
    3. 一个锁内部可以有多个Condition实例,即有多路条件队列,而synchronize只有一路条件队列
    4. 在 JDK1.5 中,synchronized 是性能低效的。因为这是一个重量级操作,它对性能最大的影响是阻塞的是实现,挂起线程和恢复线程的操作都需要转入内核态中完成,这些操作给系统的并发性带来了很大的压力。相比之下使用Java 提供的 Lock 对象,性能更高一些。Brian Goetz 对这两种锁在 JDK1.5、单核处理器及双 Xeon 处理器环境下做了一组吞吐量对比的实验,发现多线程环境下,synchronized的吞吐量下降的非常严重,而ReentrankLock 则能基本保持在同一个比较稳定的水平上。但与其说 ReetrantLock 性能好,倒不如说 synchronized 还有非常大的优化余地,于是到了 JDK1.6,发生了变化,对 synchronize 加入了很多优化措施,有自适应自旋,锁消除,锁粗化,轻量级锁,偏向锁等等。导致在 JDK1.6 上 synchronize 的性能并不比 Lock 差。官方也表示,他们也更支持 synchronize,在未来的版本中还有优化余地,所以还是提倡在 synchronized 能实现需求的情况下,优先考虑使用 synchronized 来进行同步

    5.采用synchronized不需要用户去手动释放锁,当synchronized方法或者synchronized代码块执行完之后,系统会自动让线程释放对锁的占用;而Lock则必须要用户去手动释放锁,如果没有主动释放锁,就有可能导致出现死锁现象

    《Java 并发编程实践》一书给出了使用 ReentrantLock 的最佳时机:
    当你需要以下高级特性时,才应该使用:可定时的、可轮询的与可中断的锁获取操作,公平队列,或者非块结构的锁。否则,请使用 synchronized

     java.util.concurrent.locks包下常用的类与接口

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