多线程基础知识--关于锁的面试题

最新推荐文章于 2025-03-25 17:26:28 发布

小白白007

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分类专栏： Java面试题架构文章标签： java 多线程并发编程面试题锁

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本文详细讲解了Java中的锁机制，包括乐观锁、悲观锁、自旋锁、Synchronized、ReentrantLock和ReadWriteLock等，分析了各种锁的特点、优缺点以及使用场景。此外，还探讨了锁升级过程和常见的锁名词，如锁分离、锁粗化和锁消除，帮助读者深入理解Java多线程中的锁策略。

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二. 锁

2.1 乐观锁和悲观锁

2.1.1乐观锁使用细节

特点：读多写少。遇到并发写的可能性低

使用：更新的时候会判断在此期间别人有没有更新这个数据，采取在写时加上版本号，然后加锁，如果失败，则要重复读-比较-写的操作。乐观锁基本跟上都是通过CAS操作实现的，CAS是一种更新的原子操作

2.1.2 悲观锁使用细节

特点：写多，默认遇到的并发可能性高

使用：每次独写数据都会上锁，这样别人香独写这个数据就会block直到拿到锁，java中的悲观锁就是synchronized，AQS框架下的锁则是先尝试CAS乐观锁去获取锁，获取不到，才会转化成悲观锁，如RetreenLock。

2.2 自旋锁

介绍：如果持有锁的线程能在很短的时间内释放锁资源，那么那些等待竞争锁的线程就不需要做内核态和用户态之间的切换进入阻塞挂起状态，他们只需要等（自旋），等待持有锁的线程释放锁，这样必满了用户线程和内核线程的切换消耗。

优点：锁竞争不激烈时，性能大幅度提升。自旋的消耗小于线程阻塞挂起再唤醒的消耗

缺点：自旋锁占着CPU的资源不释放，做无用功，如果长时间自旋，会造成cpu的浪费

2.2.1 自旋锁时间阈值

JVM对于自旋周期的选择，jdk1.5这个限度一定是写死的，在1.6引入了适应性自旋锁，自旋时间不固定，由前一次在同一个锁上的自旋时间以及锁的持有者状态来决定。基本上认为一个线程上下文切换的时间是一次最佳时间。

优化：

1.如果平均负载CPUs则一直自旋

2.如果由超过

2.2.2自旋锁的开启

JDK1.6 中-XX:+UseSpinning 开启；

-XX:PreBlockSpin=10 为自旋次数；

JDK1.7 后，去掉此参数，由 jvm 控制；

2.2.3自旋锁的实现：

public class TestLock {
    static int count  = 0;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(100);
       CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(100);
       SimpleSpinningLock simpleSpinningLock = new SimpleSpinningLock();
       for (int i = 0 ; i < 100 ; i++){
           executorService.execute(new Runnable() {
               @Override
               public void run() {
                   simpleSpinningLock.lock();
                   ++count;
                   simpleSpinningLock.unLock();
                   countDownLatch.countDown();
               }
           });

       }
       countDownLatch.await();
       System.out.println(count);
    }
}