java 类锁是什么作用(java对象的偏向锁是什么作用)
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在Java 程序中怎么保证多线程的运行安全
2.1.读一致性
Java中针对上述“读不安全”的问题提供了关键字 volatile来解决问题,被 volatile修饰的成员变量,在内容发生更改的时候,会通知所有线程去主内存更新最新的值,这样就解决了读不安全的问题,实现了读一致性。
但是,读一致性是无法解决写一致性的,虽然能够使得每个线程都能及时获取到最新的值,但是1.1中的写一致性问题还是会存在。
既然如此,Java为啥还要提供 volatile关键字呢?这并非多余的存在,在某些场景下只需要读一致性的话,这个关键字就能够满足需求而且性能相对还不错,因为其他的能够保证“读写”都一直的办法,多多少少存在一些牺牲。
2.2.写一致性
Java提供了三种方式来保证读写一致性,分别是互斥锁、自旋锁、线程隔离。
2.2.1.互斥锁
互斥锁只是一个锁概念,在其他场景也叫做独占锁、悲观锁等,其实就是一个意思。它是指线程之间是互斥的,某一个线程获取了某个资源的锁,那么其他线程就只能睡眠等待。
在 Java中互斥锁的实现一般叫做同步线程锁,关键字 synchronized,它锁住的范围是它修饰的作用域,锁住的对象是:当前对象(对象锁)或类的全部对象(类锁)——锁释放前,其他线程必将阻塞,保证锁住范围内的操作是原子性的,而且读取的数据不存在一致性问题。
对象锁:当它修饰方法、代码块时,将会锁住当前对象
类锁:修饰类、静态方法时,则是锁住类的所有对象
注意:锁住的永远是对象,锁住的范围永远是 synchronized关键字后面的花括号划定的代码域。
2.2.2.自旋锁
自旋锁也只是一个锁概念,在其他场景也叫做乐观锁等。
自旋锁本质上是不加锁,而是通过对比旧数据来决定是否更新:
java reentrantlock用在什么地方
1.ReentrantLock类实现了 Lock,它拥有与 synchronized相同的并发性和内存语义,但是添加了类似锁投票、定时锁等候和可中断锁等候的一些特性。此外,它还提供了在激烈争用情况下更佳的性能。(换句话说,当许多线程都想访问共享资源时,JVM可以花更少的时候来调度线程,把更多时间用在执行线程上。)
2.reentrant锁意味着什么呢?简单来说,它有一个与锁相关的获取计数器,如果拥有锁的某个线程再次得到锁,那么获取计数器就加1,然后锁需要被释放两次才能获得真正释放。这模仿了 synchronized的语义;如果线程进入由线程已经拥有的监控器保护的 synchronized块,就允许线程继续进行,当线程退出第二个(或者后续) synchronized块的时候,不释放锁,只有线程退出它进入的监控器保护的第一个 synchronized块时,才释放锁。
3.lock必须在 finally块中释放。否则,如果受保护的代码将抛出异常,锁就有可能永远得不到释放!这一点区别看起来可能没什么,但是实际上,它极为重要。忘记在 finally块中释放锁,可能会在程序中留下一个定时炸弹,当有一天炸弹爆炸时,您要花费很大力气才有找到源头在哪。而使用同步,JVM将确保锁会获得自动释放。
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
java对象的偏向锁是什么作用
是为了解决jdk版本遗留问题
比如Stringbuffer等一些类会有sy锁,在没有锁竞争时,还会去判断,比较占用资源,所以
有了偏向锁的概念,在第一个线程进入的时候,不存在锁竞争,当第二个线程来时,锁升级变为轻量级锁,也成为自旋锁,在两种情况下会升级为重量级锁,1,系统资源消耗过大 2.当前线程占用时间过长重量级锁是由操作系统进行控制,所有进程变为阻塞状态然后通过优先级算法进行队列运行
好了,关于java 类锁是什么作用和java对象的偏向锁是什么作用的问题到这里结束啦,希望可以解决您的问题哈!