锁的相关策略

乐观锁vs悲观锁

指的不是具体的锁,是一个抽象的概念,描述的是锁的特性,描述的是一类锁

乐观锁

假设数据一般情况下不会产生并发冲突,所以在数据进行提交更新的时候,才会正式对数据是否产生并发冲突进行检测,如果发现并发冲突了,就让返回用户错误的信息,让用户决定如何去做.(后续做的工作更少)

悲观锁

假设数据最坏的情况,每次去拿数据的时候都认为别人会修改,所以在拿数据的时候都会上锁,这样别人想要拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁(后续做的工作更多)
Synchronized初始使用乐观锁策略,当发现锁竞争比较频繁的时候,就会自动切换为悲观锁策略

重量级锁vs轻量级锁

重量级锁

加锁的开销是比较大的(花的时间多,占用系统资源多)
一个悲观锁,很可能是重量级锁(不绝对)

轻量级锁

加锁的开销是比较小的(花的时间少,占用系统资源少)
一个乐观锁,很可能是轻量级锁(不绝对)

乐观悲观,是在加锁之前,对锁冲突的概率进行预测,决定工作的多少
重量轻量,是在加锁之后,考量实际的锁的开销

自旋锁(Spin Lock 轻量级)

在用户态下,通过自旋的方式(while循环),实现类似于加锁的效果的
这种锁,会消耗一定的CPU,但是可以做到快速拿到锁

挂起等待锁(重量级)

通过内核态,借助系统提供的锁机制,当出现锁冲突的时候,会牵扯到内核对于线程的调度,使冲突的线程出现挂起(阻塞等待)
这种方式,消耗的CPU资源的更少的,也就无法保证第一时间拿到锁

读写锁vs互斥锁

读写锁

把读操作加锁和写操作加锁分开了
如果两个线程,一个线程读加锁,另一个线程也是读加锁,不会产生锁竞争
如果两个线程,一个线程写加锁,另一个线程也写加锁,会产生锁竞争
如果两个线程,一个线程写加锁,另一个线程也是读加锁,会产生锁竞争
这里跟数据库事务中的隔离级别中的加锁不太一样
写加锁:写的时候,不能读
读加锁:读的时候,不能写
事务中的读加锁,写加锁,要比这里的读写锁粒度更细,情况分的更多
实际开发中,读操作的频率,往往比写操作,高很多
java标准库中,也提供了现成的读写锁
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
这个类表示一个读锁. 这个对象提供了 lock / unlock 方法进行
加锁解锁.
在这里插入图片描述
这个类表示一个写锁. 这个对象也提供了 lock / unlock 方法进
行加锁解锁.

公平锁vs非公平锁

假设三个线程 A, B, C. A 先尝试获取锁, 获取成功. 然后 B 再尝试获取锁, 获取失败, 阻塞等待; 然后C 也尝试获取锁, C 也获取失败, 也阻塞等待.
当线程 A 释放锁的时候, 会发生啥呢?

公平锁

遵守先来后到,阻塞时间越久的越先得到锁,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,每个线程都有可能获取到锁,B 和 C 都有可能获取到锁
操作系统内部的线程调度就可以视为是随机的. 如果不做任何额外的限制, 锁就是非公平锁. 如果要想实现公平锁, 就需要依赖额外的数据结构, 来记录线程们的先后顺序.
公平锁和非公平锁没有好坏之分, 关键还是看适用场景
synchronized 是非公平锁

可重入锁vs不可重入锁

可重入锁

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,不会出现死锁(阻塞),

不可重入锁

同一个线程,不可以重复获取同一把锁,会出现阻塞的情况

    public synchronized void increase(){synchronized (this){count++;}}

代码如果这样写,此时是否会存在问题呢
1.调用方法,先针对this进行加锁,假设此时加锁成功了
2.接下来往下执行到代码块中的synchronized ,此时,还是针对this来进行加锁
此时就会产生锁竞争,当前this对象已经处于加锁状态了,此时,线程就会阻塞,一直阻塞到锁被释放,才能有机会拿到锁,在这个代码中,this上的锁,得在increase方法执行结束之后,才能释放,得第二次加锁成功获取到锁,方法才能继续进行,才能执行完,要想要让代码继续往下执行,就需要把第二次加锁获取到,也就是把第一次加锁释放,想要第一把锁释放,又需要保证代码继续执行
此时,代码在这里就僵住了,这种情况也被称为死锁(死锁的第一种情形)
这里的关键在于,两次加锁,都是同一个线程,第二次尝试加锁的时候,该线程已经有了这个锁的权限了,这个时候,不应该加锁失败的,不应该阻塞等待的
如果是一个不可重入锁,这把锁不会保存,是哪个线程对他的加锁,只要他当前处于加锁状态之后,收到了加锁的请求,收到了加锁这样的请求,就会拒绝当前加锁,而不管当前的线程是哪个,就会产生死锁
可重入锁,则是让这个锁保存,是哪个线程加上的锁,后续接受到加锁的请求之后,就会先对比一下,看看加锁的线程是不是当前持有自己这把锁的线程,这时侯就可以灵活判定了.
synchronized 本身是一个可重入锁

        synchronized (this){synchronized (this){synchronized (this){....}}}

这里的嵌套加锁,只有第一个是真正加锁了的,其他的只是进行了判定,并没有真正加锁,那么当我们的代码执行到第一个{}结束的时候,出了这个代码块,刚才加的锁释放要释放:不应该释放
如果在最里层的}处将锁给释放了,就意味着最外面的,以及中间的synchronized 后续的代码部分就没有处在锁的保护中了
真正要释放锁的地方是最后一个}处
那么,系统是怎么区分出哪个}是最后一个}呢
让这个锁持有一个计数器就可以了,让锁对象不仅要记录是哪个线程持有的锁,同时再通过一个整形变量来记录当前这个线程加了几次锁,每次遇到一个加锁就计数器加一,每次遇到一个解锁操作,就减一,当计数器的值被减为0的时候,才是真正执行释放的操作,其他的时候不会释放,这种计数器被称为"引用技术"

死锁

1.两个线程,一把锁,但是是不可重入锁,该线程针对这个锁连续加锁两次,就会出现死锁
2.两个线程,两把锁,这两个线程先分别获取到一把锁,然后再同时尝试获取对方的锁

public class demo4 {private static Object locker1 = new Object();private static Object locker2 = new Object();public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(()->{synchronized (locker1){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}synchronized (locker2){System.out.println("t1两把锁加锁成功");}}});Thread t2 =new Thread(()->{synchronized (locker2){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}synchronized (locker1){System.out.println("t2两把锁加锁成功");}}});t1.start();t2.start();}
}

在这里插入图片描述
结果什么都没打印,这也是出现了死锁的原因
3.三个线程N把锁
在这里插入图片描述
哲学家就餐问题:
5个哲学家就是5个线程
5个筷子就是五把锁
每个作家,主要做两件事
1.思考人生,会放下筷子
2.吃面,会拿起左手和右手的筷子,再去吃面条
其他设定:
1.每个哲学家,什么时候思考人生,什么时候吃面条,不确定
2.一旦吃面条,就一定会固执的完成这个操作,如果此时他的筷子被别人使用了,就会阻塞等待,并且等待的过程不会放下手中已经拿着的筷子
基于上述的模型设定,绝大部分情况下,这些哲学家都是可以很好的工作的
但是,如果出现了极端情况,也会出现死锁
同一时刻,五个哲学家都想吃面,并且同时伸出左手去拿左边的筷子,再尝试拿起右边的筷子
是否有办法避免死锁呢,先得明确死锁产生的原因,死锁的必要条件

死锁的四个必要条件(缺一不可,破一可避免死锁)

1.互斥作用:一个线程获取到一把锁之后,别的线程不能获取到这个锁(实际使用的锁,一般都是互斥的,锁的基本特性)
2.不可抢占:锁只能是被持有者主动释放,而不能是被其他线程直接抢走(锁的基本特性)
3.请求和保持:这个一个线程去尝试获取更多把锁,再获取第二把锁的过程中,会保持对第一把锁的获取状态(取决于代码结构)
4.循环等待:
t1尝试获取locker2,需要t2执行完,释放locker2;
t2尝试获取Locker1,需要t1执行完,释放locker1
(取决于代码结构,解决死锁的最关键的要点)
介绍一个解决死锁的方法:
针对锁进行编号,并且规定加锁的顺序,比如,约定好每个线程如果想要获取多把锁,必须先获取小编号的锁,后获取编号大 的锁,只要所有的线程加锁的顺序都严格按照上述顺序,就一定不会出现循环等待

synchronized 实现的锁策略

1.既是悲观锁也是乐观锁(自适应)
2.既是重量级,也是轻量级(自适应)
3.synchronized 重量级部分是基于互斥锁实现的(挂起等待锁),轻量级部分是基于自旋锁实现的
4.非公平锁
5.可重入锁
6.不是读写锁

内部实现策略(内部原理)

代码中写了一个synchronized 之后,这里可能会产生一系列的"自适应的过程",锁升级(锁膨胀)

无锁->偏向锁->轻量级锁->重量级锁

偏向锁,不是真的加锁,而只是做了一个"标记",如果有别的线程来竞争锁了,才会真的加锁,如果没有别的线程来竞争,就自始至终都不会真的加锁了(加锁本身,是需要一定的开销的)

锁消除

编译器,会智能判定,当前这个代码是否需要加锁,如果写了加锁,而实际上不需要加锁,编译器就会把加锁这个操作自动删除掉

锁粗化

关于锁的粒度:
如果要加锁的操作里要执行的代码越多,就认为锁的粒度更大

               for (...){synchronized (this){count++;}}
                synchronized (this){for (...){count++;}}

这两个代码显然是第二个代码的粒度更大
有的时候,希望锁的粒度小比较好,并发程度更高
有的时候,希望锁的粒度大比较好,因为锁本身也是有很大的开销

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.hqwc.cn/news/84119.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系编程知识网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

从爬楼梯到斐波那契数列:解密数学之美

题目描述 我们来看看力扣的一道经典问题70. 爬楼梯 递归 假设n级台阶有climbStairs(n)种方法爬到楼梯顶。如果有n级台阶,如果第一次往上爬1级台阶,就会剩下n-1级台阶,这n-1级台阶就有climbStairs(n-1)种方法爬到楼梯顶;如果第一…

es的索引管理

概念 (1)集群(Cluster): ES可以作为一个独立的单个搜索服务器。不过,为了处理大型数据集,实现容错和高可用性,ES可以运行在许多互相合作的服务器上。这些服务器的集合称为集群。 &…

uniapp使用uni.chooseLocation()打开地图选择位置

使用uni.chooseLocation()打开地址选择位置&#xff1a; 在Uniapp源码视图进行设置 添加这个属性&#xff1a;"requiredPrivateInfos":["chooseLocation"] ​ </template><view class"location_box"><view class"locatio…

企业博客搭建:经营好企业博客,能让你的业务蹭蹭上涨!

企业博客本身作为企业产品知识的沉淀&#xff0c;搭建并且经营好企业博客不仅有利于企业文化建设&#xff0c;更可以利用博客来推动业务增长。 何谓企业博客营销&#xff1f;简单地说&#xff0c;就是利用HelpLook这种工具创建并开展网络营销活动&#xff0c;称之为博客营销。 …

CH02_重构的原则(什么是重构、为什么重构、何时重构)

什么是重构 重构&#xff08;名词&#xff09;&#xff1a;对软件内部结构的一种调整&#xff0c;目的是在不改变软件可观察行为的前提下&#xff0c;提高其可理解性&#xff0c;降低其修改成本。 重构&#xff08;动词&#xff09;&#xff1a;使用一系列重构手法&#xff0…

云原生之使用Docker部署SSCMS内容管理系统

云原生之使用Docker部署SSCMS内容管理系统 一、SSCMS介绍二、本地环境介绍2.1 本地环境规划2.2 本次实践介绍 三、本地环境检查3.1 检查Docker服务状态3.2 检查Docker版本3.3 检查docker compose 版本 四、下载SSCMS镜像五、部署SSCMS内容管理系统5.1 创建SSCMS容器5.2 检查SSC…

SpeedBI数据可视化工具:丰富图表,提高报表易读性

数据可视化工具一大作用就是能把复杂数据可视化、直观化&#xff0c;更容易看懂&#xff0c;也就更容易实现以数据驱动业务管理升级&#xff0c;因此一般的数据可视化工具都会提供大量图形化的数据可视化图表&#xff0c;以提高报表的易懂性&#xff0c;更好地服务企业运营决策…

【React基础全篇】

文章目录 一、关于 React二、脚手架2.1 create-react-app 脚手架的使用2.2 项目目录解析2.3 抽离配置文件2.4 webpack 二次封装2.4.1 集成 css 预处理器2.4.2 配置解析别名 2.5 setupProxy 代理 三、JSX3.1 jsx 语法详解3.2 React.createElement 四、组件定义4.1 类组件4.2 函数…

python print ljust 文本对齐打印 对齐打印名册

背景 在python部分场景下&#xff0c;我们需要打印输出一些文本消息&#xff0c;但我们又无法预测可能的打印内容是什么。这种情况下&#xff0c;我们要对齐打印这些文本&#xff0c;是比较比较难以处理的。 例如下面是一列姓名&#xff0c;和对应的一列手机/电话号&#xff0…

2023企业网盘产品排行榜揭晓:选择最适合你的企业网盘工具

企业网盘产品已成为企业文件管理协作的主要选择之一&#xff0c;无论是在文件管理方面&#xff0c;还是团队协作上&#xff0c;企业网盘都表现优秀。为了帮助企业选到心怡的企业网盘产品&#xff0c;我们综合了不同的产品测评网站意见&#xff0c;整理了2023企业网盘产品排行榜…

软件测试知识点总结(一)

文章目录 前言一. 什么是软件测试二. 软件测试和软件调试的区别三. 软件测试和研发的区别四. 优秀的测试人员所应该具备的素质总结 前言 在现实生活中的很多场景下&#xff0c;我们都会进行测试。 比如买件衣服&#xff0c;我们需要看衣服是不是穿着好看&#xff0c;衣服材质如…

CV:边缘检测的算法包含 Prewitt、Sobel、Laplacian 和 Canny。

目录 1. 边缘检测&#xff08;Prewitt&#xff09; 2. 边缘检测&#xff08;Sobel&#xff09; 3. 边缘检测&#xff08;Laplacian&#xff09; 3. 边缘检测&#xff08;Canny&#xff09; 边缘检测的算法包含 Prewitt、Sobel、Laplacian 和 Canny。 人在图像识别上具有难…