【多线程面试题二十一】、 分段锁是怎么实现的?

简介: 这篇文章解释了分段锁的概念和实现方式,通过将数据分成多个段并在每段数据上使用独立锁,从而降低锁竞争,提高并发访问效率,举例说明了`ConcurrentHashMap`如何使用分段锁技术来实现高并发和线程安全。

面试官: 分段锁是怎么实现的?**

参考答案:

在并发程序中,串行操作是会降低可伸缩性,并且上下文切换也会减低性能。在锁上发生竞争时将通水导致这两种问题,使用独占锁时保护受限资源的时候,基本上是采用串行方式—-每次只能有一个线程能访问它。所以对于可伸缩性来说最大的威胁就是独占锁。

我们一般有三种方式降低锁的竞争程度:

  • 1、减少锁的持有时间;

  • 2、降低锁的请求频率;

  • 3、使用带有协调机制的独占锁,这些机制允许更高的并发性。

在某些情况下我们可以将锁分解技术进一步扩展为一组独立对象上的锁进行分解,这称为分段锁。其实说的简单一点就是:容器里有多把锁,每一把锁用于锁容器其中一部分数据,那么当多线程访问容器里不同数据段的数据时,线程间就不会存在锁竞争,从而可以有效的提高并发访问效率,这就是ConcurrentHashMap所使用的锁分段技术,首先将数据分成一段一段的存储,然后给每一段数据配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段数据的时候,其他段的数据也能被其他线程访问。

如下图,ConcurrentHashMap使用Segment数据结构,将数据分成一段一段的存储,然后给每一段数据配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段数据的时候,其他段的数据也能被其他线程访问,能够实现真正的并发访问。所以说,ConcurrentHashMap在并发情况下,不仅保证了线程安全,而且提高了性能。

在这里插入图片描述

相关文章
|
3月前
|
安全 Java 调度
Java编程时多线程操作单核服务器可以不加锁吗?
Java编程时多线程操作单核服务器可以不加锁吗?
48 2
|
28天前
|
存储 缓存 算法
面试官:单核 CPU 支持 Java 多线程吗?为什么?被问懵了!
本文介绍了多线程环境下的几个关键概念,包括时间片、超线程、上下文切换及其影响因素,以及线程调度的两种方式——抢占式调度和协同式调度。文章还讨论了减少上下文切换次数以提高多线程程序效率的方法,如无锁并发编程、使用CAS算法等,并提出了合理的线程数量配置策略,以平衡CPU利用率和线程切换开销。
面试官:单核 CPU 支持 Java 多线程吗?为什么?被问懵了!
|
20天前
|
供应链 安全 NoSQL
PHP 互斥锁:如何确保代码的线程安全?
在多线程和高并发环境中,确保代码段互斥执行至关重要。本文介绍了 PHP 互斥锁库 `wise-locksmith`,它提供多种锁机制(如文件锁、分布式锁等),有效解决线程安全问题,特别适用于电商平台库存管理等场景。通过 Composer 安装后,开发者可以利用该库确保在高并发下数据的一致性和安全性。
33 6
|
2月前
|
NoSQL Java API
美团面试:Redis锁如何续期?Redis锁超时,任务没完怎么办?
在40岁老架构师尼恩的读者交流群中,近期有小伙伴在面试一线互联网企业时遇到了关于Redis分布式锁过期及自动续期的问题。尼恩对此进行了系统化的梳理,介绍了两种核心解决方案:一是通过增加版本号实现乐观锁,二是利用watch dog自动续期机制。后者通过后台线程定期检查锁的状态并在必要时延长锁的过期时间,确保锁不会因超时而意外释放。尼恩还分享了详细的代码实现和原理分析,帮助读者深入理解并掌握这些技术点,以便在面试中自信应对相关问题。更多技术细节和面试准备资料可在尼恩的技术文章和《尼恩Java面试宝典》中获取。
美团面试:Redis锁如何续期?Redis锁超时,任务没完怎么办?
|
2月前
|
运维 API 计算机视觉
深度解密协程锁、信号量以及线程锁的实现原理
深度解密协程锁、信号量以及线程锁的实现原理
46 1
|
2月前
|
存储 Kubernetes 架构师
阿里面试:JVM 锁内存 是怎么变化的? JVM 锁的膨胀过程 ?
尼恩,一位经验丰富的40岁老架构师,通过其读者交流群分享了一系列关于JVM锁的深度解析,包括偏向锁、轻量级锁、自旋锁和重量级锁的概念、内存结构变化及锁膨胀流程。这些内容不仅帮助群内的小伙伴们顺利通过了多家一线互联网企业的面试,还整理成了《尼恩Java面试宝典》等技术资料,助力更多开发者提升技术水平,实现职业逆袭。尼恩强调,掌握这些核心知识点不仅能提高面试成功率,还能在实际工作中更好地应对高并发场景下的性能优化问题。
|
2月前
|
Java 应用服务中间件 测试技术
Java21虚拟线程:我的锁去哪儿了?
【10月更文挑战第8天】
43 0
|
2月前
|
安全 调度 数据安全/隐私保护
iOS线程锁
iOS线程锁
30 0
|
2月前
|
Java API
【多线程】乐观/悲观锁、重量级/轻量级锁、挂起等待/自旋锁、公平/非公锁、可重入/不可重入锁、读写锁
【多线程】乐观/悲观锁、重量级/轻量级锁、挂起等待/自旋锁、公平/非公锁、可重入/不可重入锁、读写锁
41 0
|
2月前
|
安全 Java 程序员
【多线程-从零开始-肆】线程安全、加锁和死锁
【多线程-从零开始-肆】线程安全、加锁和死锁
52 0