JAVA并发编程-一文看懂全部锁机制

本文涉及的产品
注册配置 MSE Nacos/ZooKeeper,118元/月
服务治理 MSE Sentinel/OpenSergo,Agent数量 不受限
云原生网关 MSE Higress,422元/月
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
|
3天前
|
监控 Java 应用服务中间件
高级java面试---spring.factories文件的解析源码API机制
【11月更文挑战第20天】Spring Boot是一个用于快速构建基于Spring框架的应用程序的开源框架。它通过自动配置、起步依赖和内嵌服务器等特性,极大地简化了Spring应用的开发和部署过程。本文将深入探讨Spring Boot的背景历史、业务场景、功能点以及底层原理,并通过Java代码手写模拟Spring Boot的启动过程,特别是spring.factories文件的解析源码API机制。
14 2
|
6天前
|
JSON Java Apache
非常实用的Http应用框架,杜绝Java Http 接口对接繁琐编程
UniHttp 是一个声明式的 HTTP 接口对接框架,帮助开发者快速对接第三方 HTTP 接口。通过 @HttpApi 注解定义接口,使用 @GetHttpInterface 和 @PostHttpInterface 等注解配置请求方法和参数。支持自定义代理逻辑、全局请求参数、错误处理和连接池配置,提高代码的内聚性和可读性。
|
7天前
|
Java 编译器
探索Java中的异常处理机制
【10月更文挑战第35天】在Java的世界中,异常是程序运行过程中不可避免的一部分。本文将通过通俗易懂的语言和生动的比喻,带你了解Java中的异常处理机制,包括异常的类型、如何捕获和处理异常,以及如何在代码中有效地利用异常处理来提升程序的健壮性。让我们一起走进Java的异常世界,学习如何优雅地面对和解决问题吧!
|
7天前
|
存储 安全 Java
Java多线程编程的艺术:从基础到实践####
本文深入探讨了Java多线程编程的核心概念、应用场景及其实现方式,旨在帮助开发者理解并掌握多线程编程的基本技能。文章首先概述了多线程的重要性和常见挑战,随后详细介绍了Java中创建和管理线程的两种主要方式:继承Thread类与实现Runnable接口。通过实例代码,本文展示了如何正确启动、运行及同步线程,以及如何处理线程间的通信与协作问题。最后,文章总结了多线程编程的最佳实践,为读者在实际项目中应用多线程技术提供了宝贵的参考。 ####
|
4天前
|
监控 安全 Java
Java中的多线程编程:从入门到实践####
本文将深入浅出地探讨Java多线程编程的核心概念、应用场景及实践技巧。不同于传统的摘要形式,本文将以一个简短的代码示例作为开篇,直接展示多线程的魅力,随后再详细解析其背后的原理与实现方式,旨在帮助读者快速理解并掌握Java多线程编程的基本技能。 ```java // 简单的多线程示例:创建两个线程,分别打印不同的消息 public class SimpleMultithreading { public static void main(String[] args) { Thread thread1 = new Thread(() -> System.out.prin
|
6天前
|
存储 缓存 安全
在 Java 编程中,创建临时文件用于存储临时数据或进行临时操作非常常见
在 Java 编程中,创建临时文件用于存储临时数据或进行临时操作非常常见。本文介绍了使用 `File.createTempFile` 方法和自定义创建临时文件的两种方式,详细探讨了它们的使用场景和注意事项,包括数据缓存、文件上传下载和日志记录等。强调了清理临时文件、确保文件名唯一性和合理设置文件权限的重要性。
18 2
|
6天前
|
Java 数据库连接 开发者
Java中的异常处理机制及其最佳实践####
在本文中,我们将探讨Java编程语言中的异常处理机制。通过深入分析try-catch语句、throws关键字以及自定义异常的创建与使用,我们旨在揭示如何有效地管理和响应程序运行中的错误和异常情况。此外,本文还将讨论一些最佳实践,以帮助开发者编写更加健壮和易于维护的代码。 ####
|
7天前
|
Java UED
Java中的多线程编程基础与实践
【10月更文挑战第35天】在Java的世界中,多线程是提升应用性能和响应性的利器。本文将深入浅出地介绍如何在Java中创建和管理线程,以及如何利用同步机制确保数据一致性。我们将从简单的“Hello, World!”线程示例出发,逐步探索线程池的高效使用,并讨论常见的多线程问题。无论你是Java新手还是希望深化理解,这篇文章都将为你打开多线程的大门。
|
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
51 0