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java 类种类 有什么好处 说说java锁有哪些种类,以及区别

编程之家2023-10-14112次浏览

大家好,今天小编来为大家解答以下的问题,关于java 类种类 有什么好处,说说java锁有哪些种类,以及区别这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

java 类种类 有什么好处 说说java锁有哪些种类,以及区别

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。

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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

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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

说说java锁有哪些种类,以及区别

锁作为并发共享数据,保证一致性的工具,在JAVA平台有多种实现(如 synchronized和 ReentrantLock等等)。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利,但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA下常见的锁名称以及特性,为大家答疑解惑。

1、自旋锁

自旋锁是采用让当前线程不停地的在循环体内执行实现的,当循环的条件被其他线程改变时才能进入临界区。如下

01 public class SpinLock{

02

03 private AtomicReference<Thread> sign=newAtomicReference<>();

04

05 public void lock(){

06 Thread current= Thread.currentThread();

07 while(!sign.compareAndSet(null, current)){

08}

09}

10

11 public void unlock(){

12 Thread current= Thread.currentThread();

13 sign.compareAndSet(current, null);

14}

15}

使用了CAS原子操作,lock函数将owner设置为当前线程,并且预测原来的值为空。unlock函数将owner设置为null,并且预测值为当前线程。

当有第二个线程调用lock操作时由于owner值不为空,导致循环一直被执行,直至第一个线程调用unlock函数将owner设置为null,第二个线程才能进入临界区。

由于自旋锁只是将当前线程不停地执行循环体,不进行线程状态的改变,所以响应速度更快。但当线程数不停增加时,性能下降明显,因为每个线程都需要执行,占用CPU时间。如果线程竞争不激烈,并且保持锁的时间段。适合使用自旋锁。

注:该例子为非公平锁,获得锁的先后顺序,不会按照进入lock的先后顺序进行。

Java锁的种类以及辨析(二):自旋锁的其他种类

锁作为并发共享数据,保证一致性的工具,在JAVA平台有多种实现(如 synchronized和 ReentrantLock等等)。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利,但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA下常见的锁名称以及特性,为大家答疑解惑。

2.自旋锁的其他种类

上篇我们讲到了自旋锁,在自旋锁中另有三种常见的锁形式:TicketLock,CLHlock和MCSlock

Ticket锁主要解决的是访问顺序的问题,主要的问题是在多核cpu上

01 package com.alipay.titan.dcc.dal.entity;

02

03 import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

04

05 public class TicketLock{

06 private AtomicInteger serviceNum= new AtomicInteger();

07 private AtomicInteger ticketNum= new AtomicInteger();

08 private static final ThreadLocal<Integer> LOCAL= new ThreadLocal<Integer>();

09

10 public void lock(){

11 int myticket= ticketNum.getAndIncrement();

12 LOCAL.set(myticket);

13 while(myticket!= serviceNum.get()){

14}

15

16}

17

18 public void unlock(){

19 int myticket= LOCAL.get();

20 serviceNum.compareAndSet(myticket, myticket+ 1);

21}

22}

每次都要查询一个serviceNum服务号,影响性能(必须要到主内存读取,并阻止其他cpu修改)。

CLHLock和MCSLock则是两种类型相似的公平锁,采用链表的形式进行排序,

01 importjava.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater;

02

03 public class CLHLock{

04 public static class CLHNode{

05 private volatile boolean isLocked= true;

06}

07

08@SuppressWarnings("unused")

09 private volatileCLHNode tail;

10 private static finalThreadLocal<CLHNode> LOCAL= new ThreadLocal<CLHNode>();

11 private static finalAtomicReferenceFieldUpdater<CLHLock, CLHNode> UPDATER= AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(CLHLock.class,

12 CLHNode.class,"tail");

13

14 public void lock(){

15 CLHNode node= new CLHNode();

16 LOCAL.set(node);

17 CLHNode preNode= UPDATER.getAndSet(this, node);

18 if(preNode!= null){

19 while(preNode.isLocked){

20}

21 preNode= null;

22 LOCAL.set(node);

23}

24}

25

26 public void unlock(){

27 CLHNode node= LOCAL.get();

28 if(!UPDATER.compareAndSet(this, node,null)){

29 node.isLocked= false;

30}

31 node= null;

32}

33}

CLHlock是不停的查询前驱变量,导致不适合在NUMA架构下使用(在这种结构下,每个线程分布在不同的物理内存区域)

MCSLock则是对本地变量的节点进行循环。不存在CLHlock的问题。

01 importjava.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater;

02

03 public class MCSLock{

04 public static class MCSNode{

05 volatile MCSNode next;

06 volatile boolean isLocked= true;

07}

08

09 private static finalThreadLocal<MCSNode> NODE= new ThreadLocal<MCSNode>();

10@SuppressWarnings("unused")

11 private volatileMCSNode queue;

12 private static finalAtomicReferenceFieldUpdater<MCSLock, MCSNode> UPDATER= AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(MCSLock.class,

13 MCSNode.class,"queue");

14

15 public void lock(){

16 MCSNode currentNode= new MCSNode();

17 NODE.set(currentNode);

18 MCSNode preNode= UPDATER.getAndSet(this, currentNode);

19 if(preNode!= null){

20 preNode.next= currentNode;

21 while(currentNode.isLocked){

22

23}

24}

25}

26

27 public void unlock(){

28 MCSNode currentNode= NODE.get();

29 if(currentNode.next== null){

30 if(UPDATER.compareAndSet(this, currentNode, null)){

31

32} else{

33 while(currentNode.next== null){

34}

35}

36} else{

37 currentNode.next.isLocked= false;

38 currentNode.next= null;

39}

40}

41}

Java程序的种类有哪几种

(一) Application

Java应用程序”是可以独立运行的Java程序。

由Java解释器控制执行。

Applet

Java小程序”不能独立运行(嵌入到Web页中)。

由Java兼容浏览器控制执行。

(二)Serverlets

是Java技术对CGI编程的解决方案。

是运行于Web server上的、作为来自于Web browser或其他HTTP client端的请求和在server上的数据库及其他应用程序之间的中间层程序。

Serverlets的工作是:

读入用户发来的数据(通常在web页的form中)

找出隐含在HTTP请求中的其他请求信息(如浏览器功能细节、请求端主机名等。

产生结果(调用其他程序、访问数据库、直接计算)

格式化结果(网页)

设置HTTP response参数(如告诉浏览器返回文档格式)

将文档返回给客户端。

关于java 类种类 有什么好处和说说java锁有哪些种类,以及区别的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。

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