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锁策略:加锁的时候咋加的
Synchronized 就既是一个悲观锁,也是一个乐观锁,是一种自适应锁。当前锁冲突概率不大,以乐观锁方式运行,往往是纯用户态执行的,一旦发现锁冲突概率大了,以悲观锁的方式运行,往往要进入内核,对当前线程进行挂起等待。
多线程之间,数据的读取方之间不会产生线程安全问题,但数据的写入方互相之间以及和读者之间都需要进行互斥。如果两种场景下都用同一个锁,就会产生极大的性能损耗。所以读写锁因此而产生。
读写锁(readers-writer lock),看英文可以顾名思义,在执行加锁操作时需要额外表明读写意图,复数读者之间并不互斥,而写者则要求与任何人互斥。
一个线程对于数据的访问, 主要存在两种操作: 读数据 和 写数据.
读写锁就是把读操作和写操作区分对待. Java 标准库提供了 ReentrantReadWriteLock 类, 实现了读写锁.
其中,
注意, 只要是涉及到 “互斥”, 就会产生线程的挂起等待. 一旦线程挂起, 再次被唤醒就不知道隔了多久了.
因此尽可能减少 “互斥” 的机会, 就是提高效率的重要途径
读写锁特别适合于 “频繁读, 不频繁写” 的场景中
锁的核心特性 “原子性”, 这样的机制追根溯源是 CPU 这样的硬件设备提供的.
重量级锁:锁开销比较大,做的工作比较多。
主要是依赖了 操作系统 提供的锁,使用这种锁,就容易产生阻塞等待。
轻量级锁:锁开销比较小,做的工作比较少。
主要尽量避免使用 操作系统 提供的锁,而是尽量在用户态来完成功能,尽量避免 用户态 和 内核态 的切换,尽量避免挂起等待。
synchronized 是自适应锁,也是一个轻量级锁. 如果锁冲突比较严重, 就会变成重量级锁。
自旋锁是轻量级锁,也是乐观锁
挂起等待锁是重量级锁,也是悲观锁
按之前的方式,线程在抢锁失败后进入阻塞状态,放弃 CPU,需要过很久才能再次被调度。但实际上, 大部分情况下,虽然当前抢锁失败,但过不了很久,锁就会被释放。没必要就放弃 CPU. 这个时候就可以使用自旋锁来处理这样的问题。自旋锁发现锁冲突的时候,不会挂起等待,会迅速再来尝试看这个锁能不能获取到
自旋锁伪代码:
while (抢锁(lock) == 失败) {}
自旋锁特点:
挂起等待锁特点:
synchronized 作为轻量级锁的时候,内部是自旋锁,作为重量级锁的时候,内部是挂起等待锁。
啥样的情况才算公平?
认为符合 “先来后到” 这样的规则,就是公平
公平锁:遵守 “先来后到”. B 比 C 先来的. 当 A 释放锁的之后, B 就能先于 C 获取到锁.
非公平锁:不遵守 “先来后到”. B 和 C 都有可能获取到锁.
注意:
synchronized 是非公平锁
可重入锁的字面意思是“可以重新进入的锁”,即允许同一个线程多次获取同一把锁。
Java里只要以Reentrant开头命名的锁都是可重入锁,而且JDK提供的所有现成的Lock实现类,包括 synchronized 关键字锁都是可重入的。
理解 “把自己锁死”
private static void func(){
//第一次加锁
synchronized (Demo26.class){
//第二次加锁
synchronized (Demo26.class){
//...
}
}
}
按照之前对于锁的设定,第二次加锁的时候,就会阻塞等待,要等到第一次锁释放,这里的第二次加锁才能成功,但是第一次加锁释放不了,得第二次加锁成功代码继续往下走,才能走到第一次加锁的释放代码。
这就是个 “死锁!”。第二个锁加锁成功,依赖于第一个锁释放;第一个锁释放又依赖第二个锁加锁成功。
为了避免上述情况,就引入了 “可重入锁”,一个线程,可以对同一个锁,反复加锁多次,也没事!
可重入锁,在内部记录了这个锁是哪个线程获取到的,如果发现当前加锁的线程和持有锁的线程是同一个,则不挂起等待,而是直接获取到锁。同时还会给锁内部加上个计数器,记录当前是第几次加锁了,通过计数器来控制啥时候释放锁。
synchronized 也是可重入锁
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