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Java中的锁分类

在读很多并发文章中,会提及各种各样锁如公平锁,悲观锁等等,这篇文章引见各种锁的分类。引见的内容如下:
公平锁/非公平锁
可重入锁
独享锁/共享锁
互斥锁/读写锁
悲观锁/悲观锁
分段锁
倾向锁/轻量级锁/重量级锁
自旋锁
上面是很多锁的名词,这些分类并不是全是指锁的状态,有的指锁的特性,有的指锁的设计,下面总结的内容是对每个锁的名词停止一定的解释。
公平锁/非公平锁
公平锁是指多个线程依照申请锁的次第来获取锁。
非公平锁是指多个线程获取锁的次第并不是依照申请锁的次第,有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。有可能,会形成优先级反转或者饥饿现象。
关于JavaReentrantLock而言,经过结构函数指定该锁能否是公平锁,默许是非公平锁。非公平锁的优点在于吞吐量比公平锁大。
关于Synchronized而言,也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是经过AQS的来完成线程调度,所以并没有任何方法使其变成公平锁。java
可重入锁
可重入锁又名递归锁,是指在同一个线程在外层办法获取锁的时分,在进入内层办法会自动获取锁。说的有点笼统,下面会有一个代码的示例。
关于JavaReentrantLock而言,他的名字就能够看出是一个可重入锁,其名字是ReentrantLock重新进入锁。
关于Synchronized而言,也是一个可重入锁。可重入锁的一个益处是可一定水平防止死锁。
synchronizedvoidsetA()throwsException{
Thread.sleep(1000);
setB();
}
synchronizedvoidsetB()throwsException{
Thread.sleep(1000);
}
上面的代码就是一个可重入锁的一个特性,假如不是可重入锁的话,setB可能不会被当前线程执行,可能形成死锁。
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。
关于JavaReentrantLock而言,其是独享锁。但是关于Lock的另一个完成类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十分高效的,读写,写读,写写的过程是互斥的。
独享锁与共享锁也是经过AQS来完成的,经过完成不同的办法,来完成独享或者共享。
关于Synchronized而言,当然是独享锁。
互斥锁/读写锁
上面讲的独享锁/共享锁就是一种广义的说法,互斥锁/读写锁就是详细的完成。
互斥锁在Java中的详细完成就是ReentrantLock
读写锁在Java中的详细完成就是ReadWriteLock
悲观锁/悲观锁
悲观锁:假定会发作并发抵触,屏蔽一切可能违背数据完好性的操作。[1]
悲观锁:假定不会发作并发抵触,只在提交操作时检查能否违背数据完好性。[1]悲观锁不能处理脏读的问题
悲观锁与悲观锁不是指详细的什么类型的锁,而是指对待并发同步的角度。
悲观锁以为关于同一个数据的并发操作,一定是会发作修正的,哪怕没有修正,也会以为修正。因而关于同一个数据的并发操作,悲观锁采取加锁的方式。悲观的以为,不加锁的并发操作一定会出问题。
悲观锁则以为关于同一个数据的并发操作,是不会发作修正的。在更新数据的时分,会采用尝试更新,不时重新的方式更新数据。悲观的以为,不加锁的并发操作是没有事情的。
从上面的描绘我们能够看出,悲观锁合适写操作十分多的场景,悲观锁合适读操作十分多的场景,不加锁会带来大量的性能提升。
悲观锁在Java中的运用,就是应用各种锁。
悲观锁在Java中的运用,是无锁编程,常常采用的是CAS算法,典型的例子就是原子类,经过CAS自旋完成原子操作的更新。
分段锁
分段锁其实是一种锁的设计,并不是详细的一种锁,关于ConcurrentHashMap而言,其并发的完成就是经过分段锁的方式来完成高效的并发操作。
我们以ConcurrentHashMap来说一下分段锁的含义以及设计思想,ConcurrentHashMap中的分段锁称为Segment,它即相似于HashMap(JDK7与JDK8中HashMap的完成)的构造,即内部具有一个Entry数组,数组中的每个元素又是一个链表;同时又是一个ReentrantLock(Segment继承了ReentrantLock)。
当需求put元素的时分,并不是对整个hashmap停止加锁,而是先经过hashcode来晓得他要放在那一个分段中,然后对这个分段停止加锁,所以当多线程put的时分,只需不是放在一个分段中,就完成了真正的并行的插入。
但是,在统计size的时分,可就是获取hashmap全局信息的时分,就需求获取一切的分段锁才干统计。
分段锁的设计目的是细化锁的粒度,当操作不需求更新整个数组的时分,就仅仅针对数组中的一项停止加锁操作。
倾向锁/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Java5经过引入锁晋级的机制来完成高效Synchronized。这三种锁的状态是经过对象监视器在对象头中的字段来标明的。
倾向锁是指一段同步代码不断被一个线程所访问,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倾向锁的时分,被另一个线程所访问,倾向锁就会晋级为轻量级锁,其他线程会经过自旋的方式尝试获取锁,不会阻塞,进步性能。
重量级锁是指当锁为轻量级锁的时分,另一个线程固然是自旋,但自旋不会不断持续下去,当自旋一定次数的时分,还没有获取到锁,就会进入阻塞,该锁收缩为重量级锁。重量级锁会让其他申请的线程进入阻塞,性能降低。
自旋锁
在Java中,自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立刻阻塞,而是采用循环的方式去尝试获取锁,这样的益处是减少线程上下文切换的耗费,缺陷是循环会耗费CPU。

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