java对象锁和类锁是什么?类锁和对象锁的区别
大家好,如果您还对java对象锁和类锁是什么不太了解,没有关系,今天就由本站为大家分享java对象锁和类锁是什么的知识,包括类锁和对象锁的区别的问题都会给大家分析到,还望可以解决大家的问题,下面我们就开始吧!
JAVA中,线程死锁是什么意思
一.什么是线程
在谈到线程死锁的时候,我们首先必须了解什么是Java线程。一个程序的进程会包含多个线程,一个线程就是运行在一个进程中的一个逻辑流。多线程允许在程序中并发执行多个指令流,每个指令流都称为一个线程,彼此间互相独立。
线程又称为轻量级进程,它和进程一样拥有独立的执行控制,由操作系统负责调度,区别在于线程没有独立的存储空间,而是和所属进程中的其它线程共享一个存储空间,这使得线程间的通信较进程简单。笔者的经验是编写多线程序,必须注意每个线程是否干扰了其他线程的工作。每个进程开始生命周期时都是单一线程,称为“主线程”,在某一时刻主线程会创建一个对等线程。如果主线程停滞则系统就会切换到其对等线程。和一个进程相关的线程此时会组成一个对等线程池,一个线程可以杀死其任意对等线程。
因为每个线程都能读写相同的共享数据。这样就带来了新的麻烦:由于数据共享会带来同步问题,进而会导致死锁的产生。
二.死锁的机制
由多线程带来的性能改善是以可靠性为代价的,主要是因为有可能产生线程死锁。死锁是这样一种情形:多个线程同时被阻塞,它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放。由于线程被无限期地阻塞,因此程序不能正常运行。简单的说就是:线程死锁时,第一个线程等待第二个线程释放资源,而同时第二个线程又在等待第一个线程释放资源。这里举一个通俗的例子:如在人行道上两个人迎面相遇,为了给对方让道,两人同时向一侧迈出一步,双方无法通过,又同时向另一侧迈出一步,这样还是无法通过。假设这种情况一直持续下去,这样就会发生死锁现象。
导致死锁的根源在于不适当地运用“synchronized”关键词来管理线程对特定对象的访问。“synchronized”关键词的作用是,确保在某个时刻只有一个线程被允许执行特定的代码块,因此,被允许执行的线程首先必须拥有对变量或对象的排他性访问权。当线程访问对象时,线程会给对象加锁,而这个锁导致其它也想访问同一对象的线程被阻塞,直至第一个线程释放它加在对象上的锁。
Java中每个对象都有一把锁与之对应。但Java不提供单独的lock和unlock操作。下面笔者分析死锁的两个过程“上锁”和“锁死”。
(1)上锁
许多线程在执行中必须考虑与其他线程之间共享数据或协调执行状态,就需要同步机制。因此大多数应用程序要求线程互相通信来同步它们的动作,在 Java程序中最简单实现同步的方法就是上锁。在 Java编程中,所有的对象都有锁。线程可以使用 synchronized关键字来获得锁。在任一时刻对于给定的类的实例,方法或同步的代码块只能被一个线程执行。这是因为代码在执行之前要求获得对象的锁。
为了防止同时访问共享资源,线程在使用资源的前后可以给该资源上锁和开锁。给共享变量上锁就使得 Java线程能够快速方便地通信和同步。某个线程若给一个对象上了锁,就可以知道没有其他线程能够访问该对象。即使在抢占式模型中,其他线程也不能够访问此对象,直到上锁的线程被唤醒、完成工作并开锁。那些试图访问一个上锁对象的线程通常会进入睡眠状态,直到上锁的线程开锁。一旦锁被打开,这些睡眠进程就会被唤醒并移到准备就绪队列中。
(2)锁死
如果程序中有几个竞争资源的并发线程,那么保证均衡是很重要的。系统均衡是指每个线程在执行过程中都能充分访问有限的资源,系统中没有饿死和死锁的线程。当多个并发的线程分别试图同时占有两个锁时,会出现加锁冲突的情形。如果一个线程占有了另一个线程必需的锁,互相等待时被阻塞就有可能出现死锁。
在编写多线程代码时,笔者认为死锁是最难处理的问题之一。因为死锁可能在最意想不到的地方发生,所以查找和修正它既费时又费力。例如,常见的例子如下面这段程序。
public int sumArrays(int[] a1, int[] a2)...{ int value= 0; int size= a1.length; if(size== a2.length)...{ synchronized(a1)...{//1 synchronized(a2)...{//2 for(int i=0; i<size; i++) value+= a1[i]+ a2[i];}}} return value;}
这段代码在求和操作中访问两个数组对象之前锁定了这两个数组对象。它形式简短,编写也适合所要执行的任务;但不幸的是,它有一个潜在的问题。这个问题就是它埋下了死锁的种子。
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类锁和对象锁的区别
对象锁和类锁的区别。
类锁是一个class其中的静态方法和静态变量在内存中只会加载和初始化一份,所以,一旦一个静态的方法被申明为synchronized,此类的所有的实例化对象在调用该方法时,共用同一把锁,称之为类锁。
类锁是加载类上的,而类信息是存在 JVM方法区的,并且整个 JVM只有一份,方法区又是所有线程共享的,所以类锁是所有线程共享的。
使用类锁的方式有如下方式:
1、锁住类中的静态变量。因为静态变量和类信息一样也是存在方法区的并且整个 JVM只有一份,所以加在静态变量上可以达到类锁的目的。
对象锁是当一个对象中有同步方法或者同步块,线程调用此对象进入该同步区域时,必须获得对象锁。如果此对象的对象锁被其他调用者占用,则进入阻塞队列,等待此锁被释放(同步块正常返回或者抛异常终止,由JVM自动释放对象锁)。
注意,方法锁也是一种对象锁。当一个线程访问一个带synchronized方法时,由于对象锁的存在,所有加synchronized的方法都不能被访问(前提是在多个线程调用的是同一个对象实例中的方法)。对象锁有两种形式。
java 锁有几种
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。
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。
优点:在于吞吐量比公平锁大。
缺点:可能会造成优先级反转或者某些线程饥饿现象(一直拿不到锁)。
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。
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
可重入锁的概念是自己可以再次获取自己的内部锁。
举个例子,比如一条线程获得了某个对象的锁,此时这个对象锁还没有释放,当其再次想要获取这个对象的锁的时候还是可以获取的(如果不可重入的锁的话,此刻会造成死锁)。说的更高深一点可重入锁是一种递归无阻塞的同步机制。
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。
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(互斥锁)而言,其是独享锁。
但是对于Lock的另一个实现类ReadWriteLock(读写锁),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。
对于Synchronized而言,当然是独享锁。
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。
互斥锁:
无法获取琐时,进线程立刻放弃剩余的时间片并进入阻塞(或者说挂起)状态,同时保存寄存器和程序计数器的内容(保存现场,上下文切换的前半部分),当可以获取锁时,进线程激活,等待被调度进CPU并恢复现场(上下文切换下半部分)
上下文切换会带来数十微秒的开销,不要在性能敏感的地方用互斥锁
读写锁:
1)多个读者可以同时进行读
2)写者必须互斥(只允许一个写者写,也不能读者写者同时进行)
3)写者优先于读者(一旦有写者,则后续读者必须等待,唤醒时优先考虑写者)
自旋锁:
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。
java 对象锁和方法锁有什么区别
对象锁&类锁
对象锁
当一个对象中有synchronized
method或synchronized
block的时候调用此对象的同步方法或进入其同步区域时,就必须先获得对象锁。如果此对象的对象锁已被其他调用者占用,则需要等待此锁被释放
同步静态方法/静态变量互斥体
由于一个class不论被实例化多少次,其中的静态方法和静态变量在内存中都只由一份。所以,一旦一个静态的方法被申明为synchronized。此类所有的实例化对象在调用此方法,共用同一把锁,我们称之为类锁。一旦一个静态变量被作为synchronized
block的mutex。进入此同步区域时,都要先获得此静态变量的对象锁
类锁
由上述同步静态方法引申出一个概念,那就是类锁。其实系统中并不存在什么类锁。当一个同步静态方法被调用时,系统获取的其实就是代表该类的类对象的对象锁
在程序中获取类锁
可以尝试用以下方式获取类锁
synchronized
(xxx.class)
{...}
synchronized
(Class.forName("xxx"))
{...}
同时获取2类锁
同时获取类锁和对象锁是允许的,并不会产生任何问题,但使用类锁时一定要注意,一旦产生类锁的嵌套获取的话,就会产生死锁,因为每个class在内存中都只能生成一个Class实例对象。
关于本次java对象锁和类锁是什么和类锁和对象锁的区别的问题分享到这里就结束了,如果解决了您的问题,我们非常高兴。