JAVA并发编程-一文看懂全部锁机制

本文涉及的产品
云原生网关 MSE Higress,422元/月
注册配置 MSE Nacos/ZooKeeper,118元/月
服务治理 MSE Sentinel/OpenSergo,Agent数量 不受限
简介: 曾几何时,面试官问:java都有哪些锁?小白,一脸无辜:用过的有synchronized,其他不清楚。面试官:回去等通知!今天我们庖丁解牛说说,各种锁有什么区别、什么场景可以用,通俗直白的分析,让小白再也不怕面试官八股文拷打。

曾几何时,面试官问:java都有哪些锁?小白,一脸无辜:用过的有synchronized,其他不清楚。面试官:回去等通知!

    今天我们庖丁解牛说说,各种锁有什么区别、什么场景可以用,通俗直白的分析,让小白再也不怕面试官八股文拷打。

    之前的文章说过《JAVA并发编程synchronized全能王的原理》、以及《JAVA并发编程JUC包之CAS原理》,synchronized、CAS都是常见的锁。那么锁的类型是如何划分的呢?

一、按特性划分

1.1 悲观锁和乐观锁

按线程访问共享资源时,要不要锁住同步资源来定义。比如synchronized就是悲观锁,数据库的行锁、表锁都是悲观锁。

CAS就是乐观锁,数据库版本号机制也是乐观锁。

    悲观锁的应用场景:大量更新修改操作,使用悲观锁,可以保证数据强一致性。

    乐观锁的应用场景:读多写少的场景,提高吞吐量。

1.2 可重入锁和不可重入锁

一个线程,是否可以重复获取同一把锁。比如synchronized、ReentrantLock是可重入锁,可以重复加锁。可重入锁在加锁N次后,解锁就需要进行N次解锁。效率较低,但是好处是可以避免死锁,因为在方法内部递归,如果使用普通锁,可能会出现死锁。而可重入锁支持线程重复进入同一个代码块。

1.3 公平锁和非公平锁

多线程竞争同一个锁时,是否需要排队,以及是否可以插队。

    公平锁,就是多个线程按顺序申请锁。比如new ReentrantLock(true),就是公平锁。

    非公平锁,就是多个线程获取锁不是按申请顺序获得,可以插队。比如new ReentrantLock(false), synchronized。

非公平锁的缺点,就是可能导致线程饥饿现象,某个线程或多个线程由于优先级较低,长期被其他优先级较高的线程插队抢夺锁资源,导致无法获得CPU执行。

1.4 独享锁和共享锁

    独享锁、共享锁,也叫排它锁和非排它锁。

依据是:多个线程能否同时共享同一个锁。

   独享锁=排它锁,比如synchronized、ReentrantLock,ReentrantReadWriteLock的write写锁,都是独享锁。

   共享锁=非排它锁,比如ReentrantReadWriteLock的readLock读锁就是共享锁。

   也有人说,互斥锁,其实也是独享锁。有人说读写锁,对应的就是ReentrantReadWriteLock。

二、按上锁方式划分

2.1 隐式锁和显式锁

    按是否显式的执行加锁和解锁过程。比如synchronized,我们使用它后,不需要显式的解锁。而JUC包的ReentrantLock就需要显式的lock(),unlock().

三、其他类型锁

自旋锁,锁获取失败后, 线程不会阻塞,而是循环尝试获取锁直至成功。比如CAS、轻量级锁都是自旋锁。

分段锁,将锁的粒度划分更细,当一个线程对一段数据进行加锁访问时,其他段的数据可以被其他线程同时访问。比如concurrentHashMap,就是使用锁分段技术。

四、synchronized的锁状态

无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁四种状态。其中JDK1.6新增了偏向锁和轻量级锁。这四种状态是随着多线程竞争,逐级升级的状态,不可逆不可降级。是JVM特定给synchronized提升效率而做的优化。

   偏向锁:就是只有一个线程访问共享资源时,不会加锁,只是记录当前持有锁资源线程的锁类型,然后该线程每次执行这部分共享资源,都只是判断是否持有锁,以及当前锁类型。

   轻量级锁:在偏向锁的基础上,如果当前有两个线程在交替竞争锁,这时候将锁状态膨胀为【轻量级锁】。同时竞争失败的线程,不阻塞,用CAS自旋循环等待获取锁。

   重量级锁:轻量级锁,自旋一定次数后,膨胀为重量级锁,竞争失败的线程直接进入阻塞状态,等持有锁的线程释放锁后再唤醒。

相关文章
|
2天前
|
XML 安全 Java
Java反射机制:解锁代码的无限可能
Java 反射(Reflection)是Java 的特征之一,它允许程序在运行时动态地访问和操作类的信息,包括类的属性、方法和构造函数。 反射机制能够使程序具备更大的灵活性和扩展性
14 5
Java反射机制:解锁代码的无限可能
|
3天前
|
监控 安全 Java
Java多线程编程的艺术与实践
【10月更文挑战第22天】 在现代软件开发中,多线程编程是一项不可或缺的技能。本文将深入探讨Java多线程编程的核心概念、常见问题以及最佳实践,帮助开发者掌握这一强大的工具。我们将从基础概念入手,逐步深入到高级主题,包括线程的创建与管理、同步机制、线程池的使用等。通过实际案例分析,本文旨在提供一种系统化的学习方法,使读者能够在实际项目中灵活运用多线程技术。
|
2天前
|
Java
Java中的多线程编程:从基础到实践
本文深入探讨Java多线程编程,首先介绍多线程的基本概念和重要性,接着详细讲解如何在Java中创建和管理线程,最后通过实例演示多线程的实际应用。文章旨在帮助读者理解多线程的核心原理,掌握基本的多线程操作,并能够在实际项目中灵活运用多线程技术。
|
2天前
|
Java 程序员 开发者
Java编程中的异常处理艺术
【10月更文挑战第24天】在Java的世界里,代码就像一场精心编排的舞蹈,每一个动作都要精准无误。但就像最完美的舞者也可能踩错一个步伐一样,我们的程序偶尔也会遇到意外——这就是所谓的异常。本文将带你走进Java的异常处理机制,从基本的try-catch语句到高级的异常链追踪,让你学会如何优雅地处理这些不请自来的“客人”。
|
2天前
|
存储 运维 Java
💻Java零基础:深入了解Java内存机制
【10月更文挑战第18天】本文收录于「滚雪球学Java」专栏,专业攻坚指数级提升,希望能够助你一臂之力,帮你早日登顶实现财富自由🚀;同时,欢迎大家关注&&收藏&&订阅!持续更新中,up!up!up!!
15 1
|
2天前
|
设计模式 SQL 安全
Java编程中的单例模式深入解析
【10月更文挑战第24天】在软件工程中,单例模式是设计模式的一种,它确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。本文将探讨如何在Java中使用单例模式,并分析其优缺点以及适用场景。
6 0
|
2天前
|
存储 Java
在Java编程的世界里,标识符命名是一项基础且至关重要的技能
在Java编程的世界里,标识符命名是一项基础且至关重要的技能
7 0
|
5月前
|
安全 Java 程序员
Java并发编程中的锁机制与优化策略
【6月更文挑战第17天】在Java并发编程的世界中,锁是维护数据一致性和线程安全的关键。本文将深入探讨Java中的锁机制,包括内置锁、显式锁以及读写锁的原理和使用场景。我们将通过实际案例分析锁的优化策略,如减少锁粒度、使用并发容器以及避免死锁的技巧,旨在帮助开发者提升多线程程序的性能和可靠性。
|
4月前
|
存储 缓存 Java
Java面试题:解释Java中的内存屏障的作用,解释Java中的线程局部变量(ThreadLocal)的作用和使用场景,解释Java中的锁优化,并讨论乐观锁和悲观锁的区别
Java面试题:解释Java中的内存屏障的作用,解释Java中的线程局部变量(ThreadLocal)的作用和使用场景,解释Java中的锁优化,并讨论乐观锁和悲观锁的区别
50 0
|
6月前
|
安全 Java 编译器
Java并发编程中的锁优化策略
【5月更文挑战第30天】 在多线程环境下,确保数据的一致性和程序的正确性是至关重要的。Java提供了多种锁机制来管理并发,但不当使用可能导致性能瓶颈或死锁。本文将深入探讨Java中锁的优化策略,包括锁粗化、锁消除、锁降级以及读写锁的使用,以提升并发程序的性能和响应能力。通过实例分析,我们将了解如何在不同场景下选择和应用这些策略,从而在保证线程安全的同时,最小化锁带来的开销。