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Java锁介绍

简介: Java锁介绍

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一图看懂锁都介绍

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重入锁

锁作为并发共享数据,保证一致性的工具,在JAVA平台有多种实现(如 synchronized(重量级) 和 ReentrantLock(轻量级)等等 ) 。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利。
重入锁,也叫做递归锁,指的是同一线程 外层函数获得锁之后 ,内层递归函数仍然有获取该锁的代码,但不受影响。
在JAVA环境下 ReentrantLock 和synchronized 都是 可重入锁

读写锁

相比Java中的锁(Locks in Java)里Lock实现,读写锁更复杂一些。假设你的程序中涉及到对一些共享资源的读和写操作,且写操作没有读操作那么频繁。在没有写操作的时候,两个线程同时读一个资源没有任何问题,所以应该允许多个线程能在同时读取共享资源。但是如果有一个线程想去写这些共享资源,就不应该再有其它线程对该资源进行读或写(译者注:也就是说:读-读能共存,读-写不能共存,写-写不能共存)。这就需要一个读/写锁来解决这个问题。Java5在java.util.concurrent包中已经包含了读写锁。

static ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();

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悲观锁、乐观锁

乐观锁

总是认为不会产生并发问题,每次去取数据的时候总认为不会有其他线程对数据进行修改,因此不会上锁,但是在更新时会判断其他线程在这之前有没有对数据进行修改,一般会使用版本号机制或CAS操作实现。

version方式:一般是在数据表中加上一个数据版本号version字段,表示数据被修改的次数,当数据被修改时,version值会加一。当线程A要更新数据值时,在读取数据的同时也会读取version值,在提交更新时,若刚才读取到的version值为当前数据库中的version值相等时才更新,否则重试更新操作,直到更新成功。
核心SQL语句 update table set x=x+1, version=version+1 where id=#{id} and
version=#{version};

CAS操作方式:即compare and swap 或者 compare and
set,涉及到三个操作数,数据所在的内存值,预期值,新值。当需要更新时,判断当前内存值与之前取到的值是否相等,若相等,则用新值更新,若失败则重试,一般情况下是一个自旋操作,即不断的重试。

悲观锁

总是假设最坏的情况,每次取数据时都认为其他线程会修改,所以都会加锁(读锁、写锁、行锁等),当其他线程想要访问数据时,都需要阻塞挂起。可以依靠数据库实现,如行锁、读锁和写锁等,都是在操作之前加锁,在Java中,synchronized的思想也是悲观锁。

独享锁/共享锁

  

独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。

  共享锁是指该锁可被多个线程所持有。

  对于Java
ReentrantLock而言,其是独享锁。但是对于Lock的另一个实现类ReadWriteLock,其读锁是共享锁,其写锁是独享锁。

  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。

  独享锁与共享锁也是通过AQS来实现的,通过实现不同的方法,来实现独享或者共享。

  对于Synchronized而言,当然是独享锁。

公平锁/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。

  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比先申请的线程优先获取锁。有可能,会造成优先级反转或者饥饿现象。

  对于Java ReetrantLock而言,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而言,也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是通过AQS的来实现线程调度,所以并没有任何办法使其变成公平锁。

偏向锁/轻量级锁/重量级锁

  这三种锁是指锁的状态,并且是针对Synchronized。在Java
5通过引入锁升级的机制来实现高效Synchronized。这三种锁的状态是通过对象监视器在对象头中的字段来表明的。

  偏向锁是指一段同步代码一直被一个线程所访问,那么该线程会自动获取锁。降低获取锁的代价。

  轻量级锁是指当锁是偏向锁的时候,被另一个线程所访问,偏向锁就会升级为轻量级锁,其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁,不会阻塞,提高性能。

  重量级锁是指当锁为轻量级锁的时候,另一个线程虽然是自旋,但自旋不会一直持续下去,当自旋一定次数的时候,还没有获取到锁,就会进入阻塞,该锁膨胀为重量级锁。重量级锁会让他申请的线程进入阻塞,性能降低。

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