【多线程和高并发】一:线程实现和synchronize

简介: 【多线程和高并发】一:线程实现和synchronize

线程和进程

基础概念

  • 线程:是CPU调度的最小单位
  • 进程:是资源分配的最小单位

线程和进程的区别

  • 一个进程中包括多个线程
  • 进程消耗的资源比线程消耗的资源较多
  • 线程之间的数据可以共享,进程之间的数据没办法共享
  • 一个进程挂了不影响其他的进程,但一个线程挂了,可能会影响其他的线程

线程的状态

  • 创建:刚开始创建
  • 就绪:准备好线程启动的所有事情,就差获取 CPU 的使用权
  • 运行:获取到 CPU 的使用权,开始运行
  • 堵塞:线程因为某些原因让出 CPU 的使用权,wait
  • 结束:线程运行结束

synchronize

修饰的不同

  • 修饰方法的话,等同于锁当前的 this
  • 修饰静态方法的话,等同于锁当前的 T.Class

不能锁什么

  • String常量 、Integer 、Long

调用方法

  • 一个线程在调用加锁的方法的同时也能够调用非加锁的方法

可重入锁

  • 对于可重入锁来说,假如有两个方法,m1(),m2(),用 synchronize 修饰
  • m1() 方法中嵌套着 m2()
  • 当一个线程获取到 m1() 的锁时,可自动进入 m2() 方法,不需要获得 m2() 的锁
为什么 synchronize 是可重入锁呢
  • 如果一个类有一个父类
  • 子类初始化需要先初始化父类,如果我子类拿到锁,super 父类,如果不是重入锁的话,就有可能发送死锁的现象

当线程出现异常

  • 当程序出现异常,会导致锁的释放,其他的线程会疯狂的涌入进来

底层实现原理

  • 对象结构: 对象头、实例数据、对齐填充字节
  • 对象头:Mark World、指向类的指针、数组长度
  • 根据对象头中的 Mark World 的锁标志位,来形成一个锁升级 【无锁 - 偏向锁 - 轻量级锁 - 重量级锁】
流程
  • JDK 前期的时候,直接使用的是重量锁,后来进行的锁升级
  • synchronize (Object)
  • Mark World 记录着 Object 的ID,进入偏向锁,如果下次进来的还是这个 ID,则直接进入,不需要获取锁的过程
  • 当下次进来的不是该 ID 时,则进行自旋锁,通过不断的自旋,来等待着锁的释放,CAS While(true)
  • 如果自旋了超过10次,则会变成重量锁,通过 OS 的 lock 指令来实现
自旋锁和重量锁的比较
  • 如果当前的线程少,时间短,则使用自旋锁
  • 如果当前的线程多,时间长,则使用重量锁


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