一、公平鎖/非公平鎖

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公平鎖是指多個線程按照申請鎖的順序來獲取鎖。
非公平鎖是指多個線程獲取鎖的順序并不是按照申請鎖的順序,有可能后申請的線程比先申請的線程優先獲取鎖。有可能,會造成優先級反轉或者饑餓現象。
對于Java ReentrantLock而言,通過構造函數指定該鎖是否是公平鎖,默認是非公平鎖。非公平鎖的優點在于吞吐量比公平鎖大。
對于Synchronized而言,也是一種非公平鎖。由于其并不像ReentrantLock是通過AQS的來實現線程調度,所以并沒有任何辦法使其變成公平鎖。
二、可重入鎖
可重入鎖又名遞歸鎖,是指在同一個線程在外層方法獲取鎖的時候,在進入內層方法會自動獲取鎖。說的有點抽象,下面會有一個代碼的示例。
對于Java ReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一個可重入鎖,其名字是Re entrant Lock重新進入鎖。
對于Synchronized而言,也是一個可重入鎖。可重入鎖的一個好處是可一定程度避免死鎖。
synchronized void setA() throws Exception{
Thread.sleep(1000);
setB();
}
synchronized void setB() throws Exception{
Thread.sleep(1000);
}
上面的代碼就是一個可重入鎖的一個特點,如果不是可重入鎖的話,setB可能不會被當前線程執行,可能造成死鎖。
三、獨享鎖/共享鎖
獨享鎖是指該鎖一次只能被一個線程所持有。
共享鎖是指該鎖可被多個線程所持有。
對于Java
ReentrantLock而言,其是獨享鎖。但是對于Lock的另一個實現類ReadWriteLock,其讀鎖是共享鎖,其寫鎖是獨享鎖。
讀鎖的共享鎖可保證并發讀是非常高效的,讀寫,寫讀 ,寫寫的過程是互斥的。
獨享鎖與共享鎖也是通過AQS來實現的,通過實現不同的方法,來實現獨享或者共享。
對于Synchronized而言,當然是獨享鎖。
四、互斥鎖/讀寫鎖
上面講的獨享鎖/共享鎖就是一種廣義的說法,互斥鎖/讀寫鎖就是具體的實現。
互斥鎖在Java中的具體實現就是ReentrantLock
讀寫鎖在Java中的具體實現就是ReadWriteLock
五、樂觀鎖/悲觀鎖
樂觀鎖與悲觀鎖不是指具體的什么類型的鎖,而是指看待并發同步的角度。
悲觀鎖認為對于同一個數據的并發操作,一定是會發生修改的,哪怕沒有修改,也會認為修改。因此對于同一個數據的并發操作,悲觀鎖采取加鎖的形式。悲觀的認為,不加鎖的并發操作一定會出問題。
樂觀鎖則認為對于同一個數據的并發操作,是不會發生修改的。在更新數據的時候,會采用嘗試更新,不斷重新的方式更新數據。樂觀的認為,不加鎖的并發操作是沒有事情的。
從上面的描述我們可以看出,悲觀鎖適合寫操作非常多的場景,樂觀鎖適合讀操作非常多的場景,不加鎖會帶來大量的性能提升。
悲觀鎖在Java中的使用,就是利用各種鎖。
樂觀鎖在Java中的使用,是無鎖編程,常常采用的是CAS算法,典型的例子就是原子類,通過CAS自旋實現原子操作的更新。
六、分段鎖
分段鎖其實是一種鎖的設計,并不是具體的一種鎖,對于ConcurrentHashMap而言,其并發的實現就是通過分段鎖的形式來實現高效的并發操作。
我們以ConcurrentHashMap來說一下分段鎖的含義以及設計思想,ConcurrentHashMap中的分段鎖稱為Segment,它即類似于HashMap(JDK7與JDK8中HashMap的實現)的結構,即內部擁有一個Entry數組,數組中的每個元素又是一個鏈表;同時又是一個ReentrantLock(Segment繼承了ReentrantLock)。
當需要put元素的時候,并不是對整個hashmap進行加鎖,而是先通過hashcode來知道他要放在那一個分段中,然后對這個分段進行加鎖,所以當多線程put的時候,只要不是放在一個分段中,就實現了真正的并行的插入。
但是,在統計size的時候,可就是獲取hashmap全局信息的時候,就需要獲取所有的分段鎖才能統計。
分段鎖的設計目的是細化鎖的粒度,當操作不需要更新整個數組的時候,就僅僅針對數組中的一項進行加鎖操作。
七、偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖
這三種鎖是指鎖的狀態,并且是針對Synchronized。在Java
5通過引入鎖升級的機制來實現高效Synchronized。這三種鎖的狀態是通過對象監視器在對象頭中的字段來表明的。
偏向鎖是指一段同步代碼一直被一個線程所訪問,那么該線程會自動獲取鎖。降低獲取鎖的代價。
輕量級鎖是指當鎖是偏向鎖的時候,被另一個線程所訪問,偏向鎖就會升級為輕量級鎖,其他線程會通過自旋的形式嘗試獲取鎖,不會阻塞,提高性能。
重量級鎖是指當鎖為輕量級鎖的時候,另一個線程雖然是自旋,但自旋不會一直持續下去,當自旋一定次數的時候,還沒有獲取到鎖,就會進入阻塞,該鎖膨脹為重量級鎖。重量級鎖會讓其他申請的線程進入阻塞,性能降低。
八、自旋鎖
在Java中,自旋鎖是指嘗試獲取鎖的線程不會立即阻塞,而是采用循環的方式去嘗試獲取鎖,這樣的好處是減少線程上下文切換的消耗,缺點是循環會消耗CPU。
典型的自旋鎖實現的例子,可以參考自旋鎖的實現
對象是一個鎖標志。按照先到先得的原則,如果有多個線程都會執行代碼,并使用同一個對象作為鎖,
synchronize(對象){ .... }
那么,先執行這段代碼的那個線程,將會獲得這個對象鎖,而當這個線程執行這段代碼的時候,其他線程也是使用這個對象作為鎖的,就不能執行這段代碼,知道最初得到這個鎖的線程運行完這段代碼,然后再把鎖分配給下一個線程執行。
能。java代碼右下角加鎖能運行,是因為多線程共享的代碼區域需要上鎖,防止多線程同時訪問代碼塊,造成線程安全問題。
Java中文件加鎖機制如下:
在對文件操作過程中,有時候需要對文件進行加鎖操作,防止其他線程訪問該文件。對文件的加鎖方法有兩種:
第一種方法:使用RandomAccessFile類操作文件。
在java.io.RandomAccessFile類的open方法,提供了參數實現獨占的方式打開文件:
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rws");
其中的“rws”參數,rw代表讀取和寫入,s代表了同步方式,也就是同步鎖。這種方式打開的文件,就是獨占方式的。
第二種方法:使用sun.nio.FileChannel對文件進行加鎖。
代碼:
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("file.txt", "rw");
FileChannel fc = raf.getChannel();
FileLock fl = fc.tryLock();
if(fl.isValid())
System.out.println("You have got the file lock.");
以上是通過RandomAccessFile來獲得文件鎖的,方法如下:
代碼:
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file.txt");
FileChannel fc = fos.getChannel(); //獲取FileChannel對象
FileLock fl = fc.tryLock(); //or fc.lock();
if(null != fl)
System.out.println("You have got file lock.");
//TODO write content to file
//TODO write end, should release this lock
fl.release(); //釋放文件鎖
fos.close; //關閉文件寫操作
如果在讀文件操作的時候,對文件進行加鎖,操作過程如下:
FileChannel也可以從FileInputStream中直接獲得,但是這種直接獲得FileChannel的對象直接去操作FileLock會報異常NonWritableChannelException,需要自己去實現getChannel方法,代碼如下:
private static FileChannel getChannel(FileInputStream fin, FileDescriptor fd) {
FileChannel channel = null;
synchronized(fin){
channel = FileChannelImpl.open(fd, true, true, fin);
return channel;
}
}
其實,看FileInputStream時,發現getChannel方法與我們寫的代碼只有一個地方不同,即open方法的第三個參數不同,如果設置為false,就不能鎖住文件了。缺省的getChannel方法,就是false,因此,不能鎖住文件。
                網站欄目:java遞歸里面代碼加鎖 java中的鎖
                
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