带你了解 java 各种锁

╰+攻爆jí腚メ 2022-11-27 03:08 254阅读 0赞

公平锁和非公平锁

  • 公平锁:是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁,类似排队等车,先来后到。
  • 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先申请的线程优先获取锁。在高并发的情况下,有可能会造成优先级反转或者饥饿现象。

两者区别

公平锁:就是很公平,在并发情况下,每个线程在获取锁时会查看此锁维护的等待队列,如果为空,或者当前线程是等待队列的第一个,就占有锁,否则就会加入到等待队列中,以后会按照FIFO的规则从队列中取到自己。

非公平锁:先尝试占有锁,如果尝试失败,就再采取类似公平锁那种方式。

对于ReentrantLock,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,也是一种非公平锁。

可重入锁(又名递归锁)

指的是同一个线程外层函数获得锁之后,内层递归函数仍然能获取该锁的代码,在同一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。线程可以进入任何一个它已经拥有的锁所有同步着的代码块。ReentrantLock/Synchronized就是可重入锁;可重入锁最大的作用是避免死锁!

  1. public synchronized void sendSms() throws Exception{
  2. System.out.println(Thread.currentThread().getId() + "\t invoked sandesms()");
  3. sendEmail();
  4. }
  5. public synchronized void sendEmail() throws Exception{
  6. System.out.println(Thread.currentThread().getId() + "\t ######invoked sandEmail()");
  7. }

自旋锁CAS

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切换的消耗,缺点是循环会消耗CPU。

独占锁(写锁)/共享锁(读锁)/互斥锁

独占锁:指该锁一次只能被一个线程所持有。对ReentrantLock和Synchronized而言都是独占锁。

共享锁:指该锁可被多个线程所持有。

对ReentrantReadWriteLock,其读锁是共享锁,其写锁是独占锁。

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。其中获得写锁的线程还能同时获得读锁,然后通过释放写锁来降级。读锁则不能升级

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

乐观锁/悲观锁

乐观锁就是乐观的认为不会发生冲突,用cas和版本号实现

悲观锁就是认为一定会发生冲突,对操作上锁

分段锁

在1.7的concurrenthashmap中有分段锁的实现,具体为默认16个的segement数组,其中segement继承自ReentrantLock,每个线程过来获取一个锁,然后操作这个锁下连着的map。

偏向锁/轻量级锁/重量级锁

在jdk1.6中做了第synchronized的优化,偏向锁指的是当前只有这个线程获得,没有发生争抢,此时将方法头的markword设置成0,然后每次过来都cas一下就好,不用重复的获取锁

轻量级锁:在偏向锁的基础上,有线程来争抢,此时膨胀为轻量级锁,多个线程获取锁时用cas自旋获取,而不是阻塞状态

重量级锁:轻量级锁自旋一定次数后,膨胀为重量级锁,其他线程阻塞,当获取锁线程释放锁后唤醒其他线程。(线程阻塞和唤醒比上下文切换的时间影响大的多,涉及到用户态和内核态的切换)

自旋锁:在没有获取锁的时候,不挂起而是不断轮询锁的状态

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