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java锁粒度是什么 Java中有哪些锁,区别是什么

编程之家2023-10-1395次浏览

各位老铁们好,相信很多人对java锁粒度是什么都不是特别的了解,因此呢,今天就来为大家分享下关于java锁粒度是什么以及Java中有哪些锁,区别是什么的问题知识,还望可以帮助大家,解决大家的一些困惑,下面一起来看看吧!

java锁粒度是什么 Java中有哪些锁,区别是什么

java同步方法和同步代码块的区别

在Java语言中,每一个对象有一把锁。线程可以使用synchronized关键字来获取对象上的锁。synchronized关键字可应用在方法级别(粗粒度锁)或者是代码块级别(细粒度锁)。

问题的由来:

看到这样一个面试题:

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//下列两个方法有什么区别public synchronized void method1(){} public void method2(){ synchronized(obj){}}

synchronized用于解决同步问题,当有多条线程同时访问共享数据时,如果进行同步,就会发生错误,Java提供的解决方案是:只要将操作共享数据的语句在某一时段让一个线程执行完,在执行过程中,其他线程不能进来执行可以。解决这个问题。这里在用synchronized时会有两种方式,一种是上面的同步方法,即用synchronized来修饰方法,另一种是提供的同步代码块。

这里总感觉怪怪的,这两种方法有什么区别呢,基础学得不好,于是就动手做了个简单的测试,代码如下:

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public class SynObj{ public synchronized void methodA(){ System.out.println("methodA....."); try{ Thread.sleep(5000);} catch(InterruptedException e){ e.printStackTrace();}} public void methodB(){ synchronized(this){ System.out.pritntln("methodB.....");}} public void methodC(){ String str="sss"; synchronized(str){ System.out.println("methodC.....");}}}

public class TestSyn{ public static void main(String[] args){ final SynObj obj= new SynObj(); Thread t1= new Thread(new Runnable(){@Override public void run(){ obj.methodA();}}); t1.start(); Thread t2= new Thread(new Runnable(){@Override public void run(){ obj.methodB();}}); t2.start(); Thread t3= new Thread(new Runnable(){@Override public void run(){ obj.methodC();}}); t3.start();}}

这段小代码片段打印结果如下:

methodA.....methodC.....//methodB会隔一段时间才会打印出来methodB.....

这段代码的打印结果是,methodA…..methodC…..会很快打印出来,methodB…..会隔一段时间才打印出来,那么methodB为什么不能像methodC那样很快被调用呢?

在启动线程1调用方法A后,接着会让线程1休眠5秒钟,这时会调用方法C,注意到方法C这里用synchronized进行加锁,这里锁的对象是str这个字符串对象。但是方法B则不同,是用当前对象this进行加锁,注意到方法A直接在方法上加synchronized,这个加锁的对象是什么呢?显然,这两个方法用的是一把锁。

*由这样的结果,我们就知道这样同步方法是用什么加锁的了,由于线程1在休眠,这时锁还没释放,导致线程2只有在5秒之后才能调用方法B,由此,可知两种加锁机制用的是同一个锁对象,即当前对象。

另外,同步方法直接在方法上加synchronized实现加锁,同步代码块则在方法内部加锁,很明显,同步方法锁的范围比较大,而同步代码块范围要小点,一般同步的范围越大,性能就越差,一般需要加锁进行同步的时候,肯定是范围越小越好,这样性能更好*。

Java中有哪些锁,区别是什么

【1】公平所和非公平所。

公平锁:是指按照申请锁的顺序来获取锁,

非公平所:线程获取锁的顺序不一定按照申请锁的顺序来的。

//默认是不公平锁,传入true为公平锁,否则为非公平锁

ReentrantLock reentrantLock= new ReetrantLock();

1

2

【2】共享锁和独享锁

独享锁:一次只能被一个线程所访问

共享锁:线程可以被多个线程所持有。

ReadWriteLock读锁是共享锁,写锁是独享锁。

【3】乐观锁和悲观锁。

乐观锁:对于一个数据的操作并发,是不会发生修改的。在更新数据的时候,会尝试采用更新,不断重入的方式,更新数据。

悲观锁:对于同一个数据的并发操作,是一定会发生修改的。因此对于同一个数据的并发操作,悲观锁采用加锁的形式。悲观锁认为,不加锁的操作一定会出问题,

【4】分段锁

1.7及之前的concurrenthashmap。并发操作就是分段锁,其思想就是让锁的粒度变小。

【5】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

重量级锁

【6】自旋锁

自旋锁

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

好了,文章到这里就结束啦,如果本次分享的java锁粒度是什么和Java中有哪些锁,区别是什么问题对您有所帮助,还望关注下本站哦!

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