Java锁机制总结
锁是用于控制多线程对共享资源的访问。 Java中的锁可以分为内置锁与显式锁Lock。其中内置锁指synchronized关键字。
Synchronized
synchronized可以修饰方法或代码块(在修饰代码块时,会在编译后在代码块前后加入monitorenter和monitorexit指令,修饰方法时会在方法上加入ACC_SYNCHRONIZED访问标志),在修饰静态方法时获取到的是类锁,否则是对象锁。线程在访问方法或代码块时,必须先获得锁,否则会进入阻塞状态。
synchronized在JDK 6进行了优化,每个对象有 无锁、偏向锁、轻量级锁和重量级锁四种状态,存在于对象头中。偏向锁指认为多数情况下不存在多线程竞争,对于第一个线程不需要获得锁;轻量级锁是在偏向锁被两个线程访问时,线程通过CAS和自旋的方式获得锁,不会发生阻塞。当有多个线程同时访问锁时,升级为重量级锁,一个线程获得锁,其他线程被阻塞。
Lock
Lock提供了扩展功能。ReentrantLock实现了Lock接口,它有可中断、可轮询,可以设置公平锁或非公平锁。它继承了AQS这个基类,其中核心的两个方法是tryAcquire和tryRelease,它使用CAS操作来获取锁与释放锁。其他的显式锁还包括Semaphore、CountDownLatch、读写锁等,他们都继承了AQS,其中Semaphore信号量可以使多个线程访问共享变量,CountDownLatch可以使主线程等待所有线程运行完后再继续向下执行。
概念
乐观锁&悲观锁
乐观锁指认为数据不会被修改,所以不会加锁,而是在每次修改前判断其他线程是否更新了数据;悲观锁指默认每次更新数据时都会发生竞争,所以在更新前都会加锁,其他线程陷入BLOCK直到获取锁。
自旋锁
线程获取锁失败后不会被挂起,而是采用循环的方式尝试获得锁,减少了上下文切换的开销。适用于锁竞争不激烈的场景。
公平锁&非公平锁
公平锁指严格按照先进先出的原则获取锁,非公平锁不按这个规则,效率更高。
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