1 ,重入锁,也叫做递归锁。

 指的是同一线程 外层函数获得锁之后 ,内层递归函数仍然有获取该锁的代码,但不受影响。

 

   ReentrantLock 和synchronized 都是重入锁,ReentrantLock 是轻量级锁,synchronized是重量级锁

  

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        SubThread subThread = new SubThread();
        Thread t1 = new Thread(subThread);
        Thread t2 = new Thread(subThread);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

class SubThread implements Runnable {

    private volatile Integer count = 0;

    public synchronized void set() {
        count++;
        get(); //在外层函数获得锁之后,内层递归函数仍然有获取该锁的代码
    }

    public synchronized Integer get() {
        System.out.println(count);
        return count;
    }

    @Override
    public void run() {
        while(count < 100){
            set();
        }
    }
}

也可以用ReentrantLock 来锁

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        SubThread subThread = new SubThread();
        Thread t1 = new Thread(subThread);
        Thread t2 = new Thread(subThread);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

class SubThread implements Runnable {

    private volatile Integer count = 0; // 不具有原子性,具有可见性

    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public void set() {
        try {
            lock.lock();
            count++;
            get();
        } catch (Exception e) {
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }

    public void get() {
        try {
            lock.lock();
            System.out.println(count);
        } catch (Exception e) {
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        while (count < 100) {
            set();
        }
    }
}

2,读写锁。

相比Java中的锁(Locks in Java)里Lock实现,读写锁更复杂一些。假设你的程序中涉及到对一些共享资源的读和写操作,且写操作没有读操作那么频繁。在没有写操作的时候,两个线程同时读一个资源没有任何问题,所以应该允许多个线程能在同时读取共享资源。但是如果有一个线程想去写这些共享资源,就不应该再有其它线程对该资源进行读或写(译者注:也就是说:读-读能共存,读-写不能共存,写-写不能共存)。这就需要一个读/写锁来解决这个问题。Java5在java.util.concurrent包中已经包含了读写锁。

通俗的说,如果两个线程,一个写一个读,容易发生脏读,如果用syncronized 代码同步(读的时候不能写,写的时候不能读),效率就会低,所以就引入了读写锁。

没加读写锁的情况:

public class App2 {
    public static void main(String[] args) {
        Cache cache = new Cache();
        // 写入线程
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    cache.put(i+"",i+"");
                }
            }
        }).start();

        // 读取线程
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    cache.get(i+"");
                }
            }
        }).start();
    }

}

class Cache {

    static Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    //
    public void put(String key, String value) {
    
        
        System.out.println("正在写入");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        map.put(key, value);
        System.out.println("写入完成");
    }

    public void get(String key) {
        System.out.println("正在读取");
        String string = map.get(key);
        System.out.println(string);
        System.out.println("读取完成");
    }

}

加上读写锁

public class App2 {
    public static void main(String[] args) {
        Cache cache = new Cache();
        // 写入线程
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    cache.put(i+"",i+"");
                }
            }
        }).start();

        // 读取线程
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    cache.get(i+"");
                }
            }
        }).start();
    }

}

class Cache {

    static Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    static ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
    static ReadLock readLock = readWriteLock.readLock(); //获取到read
    static WriteLock writeLock = readWriteLock.writeLock();
    //
    public void put(String key, String value) {
        writeLock.lock();
        System.out.println("正在写入");
        try {
            Thread.sleep(1000);
            map.put(key, value);
            System.out.println("写入完成");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            writeLock.unlock();
        }
    }

    public void get(String key) {
        readLock.lock();
        try {
            System.out.println("正在读取");
            String string = map.get(key);
            System.out.println(string);
            System.out.println("读取完成");
        } catch (Exception e) {
        }finally {
            readLock.unlock();
        }
    }

}

3,乐观锁

总是认为不会产生并发问题,每次去取数据的时候总认为不会有其他线程对数据进行修改,因此不会上锁,但是在更新时会判断其他线程在这之前有没有对数据进行修改,一般会使用版本号机制或CAS操作实现。

version方式:一般是在数据表中加上一个数据版本号version字段,表示数据被修改的次数,当数据被修改时,version值会加一。当线程A要更新数据值时,在读取数据的同时也会读取version值,在提交更新时,若刚才读取到的version值为当前数据库中的version值相等时才更新,否则重试更新操作,直到更新成功。

核心SQL语句

update table set x=x+1, version=version+1 where id=#{id} and version=#{version};    

 CAS操作方式:即compare and swap 或者 compare and set,涉及到三个操作数,数据所在的内存值,预期值,新值。当需要更新时,判断当前内存值与之前取到的值是否相等,若相等,则用新值更新,若失败则重试,一般情况下是一个自旋操作,即不断的重试

4, 悲观锁

总是假设最坏的情况,每次取数据时都认为其他线程会修改,所以都会加锁(读锁、写锁、行锁等),当其他线程想要访问数据时,都需要阻塞挂起。可以依靠数据库实现,如行锁、读锁和写锁等,都是在操作之前加锁,在Java中,synchronized的思想也是悲观锁。

5, CAS 无锁机制

 

什么是CAS
CAS:Compare and Swap,即比较再交换。
jdk5增加了并发包java.util.concurrent.*,其下面的类使用CAS算法实现了区别于synchronouse同步锁的一种乐观锁。JDK 5之前Java语言是靠synchronized关键字保证同步的,这是一种独占锁,也是是悲观锁。

 

CAS算法理解
(1)与锁相比,使用比较交换(下文简称CAS)会使程序看起来更加复杂一些。但由于其非阻塞性,它对死锁问题天生免疫,并且,线程间的相互影响也远远比基于锁的方式要小。更为重要的是,使用无锁的方式完全没有锁竞争带来的系统开销,也没有线程间频繁调度带来的开销,因此,它要比基于锁的方式拥有更优越的性能。

 

(2)无锁的好处:

 

第一,在高并发的情况下,它比有锁的程序拥有更好的性能;
第二,它天生就是死锁免疫的。

 

就凭借这两个优势,就值得我们冒险尝试使用无锁的并发。

 

(3)CAS算法的过程是这样:它包含三个参数CAS(V,E,N): V表示要更新的变量,E表示预期值,N表示新值。仅当V值等于E值时,才会将V的值设为N,如果V值和E值不同,则说明已经有其他线程做了更新,则当前线程什么都不做。最后,CAS返回当前V的真实值。

 

(4)CAS操作是抱着乐观的态度进行的,它总是认为自己可以成功完成操作。当多个线程同时使用CAS操作一个变量时,只有一个会胜出,并成功更新,其余均会失败。失败的线程不会被挂起,仅是被告知失败,并且允许再次尝试,当然也允许失败的线程放弃操作。基于这样的原理,CAS操作即使没有锁,也可以发现其他线程对当前线程的干扰,并进行恰当的处理。

 

(5)简单地说,CAS需要你额外给出一个期望值,也就是你认为这个变量现在应该是什么样子的。如果变量不是你想象的那样,那说明它已经被别人修改过了。你就重新读取,再次尝试修改就好了。

 

(6)在硬件层面,大部分的现代处理器都已经支持原子化的CAS指令。在JDK 5.0以后,虚拟机便可以使用这个指令来实现并发操作和并发数据结构,并且,这种操作在虚拟机中可以说是无处不在。

CAS缺点:

CAS存在一个很明显的问题,即ABA问题。

问题:如果变量V初次读取的时候是A,并且在准备赋值的时候检查到它仍然是A,那能说明它的值没有被其他线程修改过了吗?

如果在这段期间曾经被改成B,然后又改回A,那CAS操作就会误认为它从来没有被修改过。针对这种情况,java并发包中提供了一个带有标记的原子引用类AtomicStampedReference,它可以通过控制变量值的版本来保证CAS的正确性。

6,互斥锁。其实就是悲观锁。效率很低,线程有阻塞,等待。

7,自旋锁。属于乐观锁。一直在run 方法里面使用循环来加载,加锁,解锁,所以要注意会死循环,得有个推出循环的标志。

    原子类源码:CAS 无锁机制也是通过自旋来实现的。

public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
    int var5;
    do {
        var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
    } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));

    return var5;
}

8,公平锁 和 非公平锁

 公平锁:  新进程发出请求,如果此时一个线程正持有锁,或有其他线程正在等待队列中等待这个锁,那么新的线程将被放入到队列中被挂起。FIFO原则

非公平锁: 新进程发出请求,如果此时一个线程正持有锁,新的线程将被放入到队列中被挂起,但如果发出请求的同时该锁变成可用状态,那么这个线程会跳过队列中所有的等待线程而获得锁

 

悲观所,乐观锁 使用场景

乐观锁:因此一般乐观锁只用在高并发、多读少写的场景。其中:GIT,SVN,CVS等代码版本控制管理器,就是一个乐观锁使用很好的场景。

悲观锁:一旦通过悲观锁锁定一个资源,那么其他需要操作该资源的使用方,只能等待直到锁被释放,好处在于可以减少并发,但是当并发量非常大的时候,由于锁消耗资源,并且可能锁定时间过长,容易导致系统性能下降,资源消耗严重。因此一般我们可以在并发量不是很大,并且出现并发情况导致的异常用户和系统都很难以接受的情况下,会选择悲观锁进行。

 

posted @ 2019-06-25 13:16  Chris,Cai  阅读(173)  评论(0编辑  收藏  举报