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  • java 锁分解 锁分段

    首先大家想一想,为什么要有锁分解,锁分段技术。

    他们是用来解决什么的

    前提:

    在并发程序中,对可伸缩性的最主要威胁就是独占方式的资源锁。

    可伸缩性

    指的是: 当增加计算资源时(例如CPU,内存,存储容器或者IO带宽),程序的吞吐量或者处理能力会相应地增加。

    串行操作会降低可伸缩性,并且上下文切换也会降低性能。在锁上发生竞争时将同时导致这两种问题,因此减少锁的竞争能够提高性能和可伸缩性。

    有两个因素将影响在锁上发生竞争的可能性:锁的请求频率,以及每次持有该锁的时间。如果两者的乘积很小,那么大多数获取锁的操作都不会发生竞争,因此在该锁上的竞争不会对可伸缩性造成严重影响。然而,如果在锁上的请求量很高,那么需要获取该锁的线程将被阻塞并等待。

    3种方式可以降低锁的竞争程度。

    减少锁的持有时间

    降低锁的请求频率

    使用带有协调机制的独占锁,这些机制允许更高的并发性。

    那么答案来了。锁分解,锁分段技术能够降低线程请求锁的频率。

    设想一下,如果在整个应用程序中只有一个锁,而不是为每个对象分配一个独立的锁,那么所有同步代码块的执行就会变成串行化执行,而不考虑各个同步快中的锁。

    下面是书中的一个例子, 是用锁分解技术来优化

    未优化前:

     优化后

     

     

     锁分解技术只适用于在锁上存在适中而不是激烈的竞争时,

    锁分段:

    如上面的例子,把一个竞争激烈锁分解为两个锁时,这两个锁可能都存在激烈的竞争,虽然采用两个线程并发执行能提高一部分的可伸缩性,但在一个拥有多个处理器的系统中,仍然无法给可伸缩性带来极大的提高。

    这时候,有另一种方法: 锁分段技术。在某些情况下,可以将锁分解技术进一步扩展为对一组独立对象上的锁进行分解,这种情况就被称为锁分段。例如jdk1.8之前的concurrentHashMap。

    ConcurrentHashMap中有16个锁的数组,每个锁保护一个数组,16个数组彼此独立,在这里大家可以思考一下,是不是跟上面锁分解技术很像,只不过是另一种形式,

    锁分段有一个劣势:

     

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