阅读笔记八一——java中的锁原理锁优化
内容导读
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内容图文
一、为什么要用锁?
锁-是为了解决并发操作引起的脏读、数据不一致的问题。
二、锁实现的基本原理
2.1、volatile
Java编程语言允许线程访问共享变量, 为了确保共享变量能被准确和一致地更新,线程应该确保通过排他锁单独获得这个变量。Java语言提供了volatile,在某些情况下比锁要更加方便。
volatile在多处理器开发中保证了共享变量的“ 可见性”。可见性的意思是当一个线程修改一个共享变量时,另外一个线程能读到这个修改的值。
结论:如果volatile变量修饰符使用恰当的话,它比synchronized的使用和执行成本更低,因为它不会引起线程上下文的切换和调度。
2.2、synchronized
synchronized通过锁机制实现同步。
先来看下利用synchronized实现同步的基础:Java中的每一个对象都可以作为锁。
具体表现为以下3种形式。
对于普通同步方法,锁是当前实例对象。
对于静态同步方法,锁是当前类的Class对象。
对于同步方法块,锁是Synchonized括号里配置的对象。
当一个线程试图访问同步代码块时,它首先必须得到锁,退出或抛出异常时必须释放锁。
2.2.1 synchronized实现原理
synchronized是基于Monitor来实现同步的。
Monitor从两个方面来支持线程之间的同步:
互斥执行
协作
1、Java 使用对象锁 ( 使用 synchronized 获得对象锁 ) 保证工作在共享的数据集上的线程互斥执行。
2、使用 notify/notifyAll/wait 方法来协同不同线程之间的工作。
3、Class和Object都关联了一个Monitor。
Monitor 的工作机理
线程进入同步方法中。
为了继续执行临界区代码,线程必须获取 Monitor 锁。如果获取锁成功,将成为该监视者对象的拥有者。任一时刻内,监视者对象只属于一个活动线程(The Owner)
拥有监视者对象的线程可以调用 wait() 进入等待集合(Wait Set),同时释放监视锁,进入等待状态。
其他线程调用 notify() / notifyAll() 接口唤醒等待集合中的线程,这些等待的线程需要重新获取监视锁后才能执行 wait() 之后的代码。
同步方法执行完毕了,线程退出临界区,并释放监视锁。
参考文档:https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-synchronized
2.2.2 synchronized具体实现
1、同步代码块采用monitorenter、monitorexit指令显式的实现。
2、同步方法则使用ACC_SYNCHRONIZED标记符隐式的实现。
通过实例来看看具体实现:
public class SynchronizedTest {
public synchronized void method1(){
System.out.println("Hello World!");
}
public void method2(){
synchronized (this){
System.out.println("Hello World!");
}
}
}
2.2.3 synchronized的锁优化
JavaSE1.6为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗,引入了“偏向锁”和“轻量级锁”。
在JavaSE1.6中,锁一共有4种状态,级别从低到高依次是:无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态和重量级锁状态,这几个状态会随着竞争情况逐渐升级。
锁可以升级但不能降级,意味着偏向锁升级成轻量级锁后不能降级成偏向锁。这种锁升级却不能降级的策略,目的是为了提高获得锁和释放锁的效率。
偏向锁:
无锁竞争的情况下为了减少锁竞争的资源开销,引入偏向锁。
轻量级锁:
轻量级锁所适应的场景是线程交替执行同步块的情况。
锁粗化(Lock Coarsening):也就是减少不必要的紧连在一起的unlock,lock操作,将多个连续的锁扩展成一个范围更大的锁。
锁消除(Lock Elimination):锁削除是指虚拟机即时编译器在运行时,对一些代码上要求同步,但是被检测到不可能存在共享数据竞争的锁进行削除。
适应性自旋(Adaptive Spinning):自适应意味着自旋的时间不再固定了,而是由前一次在同一个锁上的自旋时间及锁的拥有者的状态来决定。如果在同一个锁对象上,自旋等待刚刚成功获得过锁,并且持有锁的线程正在运行中,那么虚拟机就会认为这次自旋也很有可能再次成功,进而它将允许自旋等待持续相对更长的时间,比如100个循环。另一方面,如果对于某个锁,自旋很少成功获得过,那在以后要获取这个锁时将可能省略掉自旋过程,以避免浪费处理器资源。
原文:https://www.cnblogs.com/cc-9878/p/11053303.html
内容总结
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