Java --- JUC之多线程

最新推荐文章于 2024-02-28 22:16:46 发布

原创最新推荐文章于 2024-02-28 22:16:46 发布 · 1k 阅读

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本文详细介绍了Java并发编程中的锁机制，包括悲观锁与乐观锁的概念及其应用场景。悲观锁在读写操作中倾向于加锁保证数据一致性，而乐观锁则在更新时检查数据是否被修改。synchronized关键字作为悲观锁的一种实现，用于方法和代码块的同步。此外，文章还讨论了公平锁与非公平锁的区别，以及可重入锁（递归锁）的重要性，特别是ReentrantLock和synchronized的可重入特性。最后，解释了synchronized重入的实现原理。

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5.1、synchronized的重入的实现机理

一、悲观锁

自己在使用数据的时候一定有别的线程来修改数据，因此在获取数据的时候会先加锁，确保数据不会被别的线程修改。使用synchronized关键字和Lock的实现类都是悲观锁。

适合写操作多的场景，先加锁可以保证写操作时数据正确。显示的锁定之后再操作同步资源。

二、乐观锁

认为自己在使用数据时不会有别的线程修改数据或资源，所以不会添加锁。

在Java中通过使用无锁编程来实现，只是在更新数据的时候去判断，之前有没有别的线程更新了这个数据。

如果这个数据没有被更新，当前线程将自己修改的数据成功写入。

如果这个数据已经被其它线程更新，则根据不同的实现方式执行不同的操作，比如放弃修改、重新枪锁等。

判断规则：1、版本号机制Version 2、最常采用的是CAS算法，Java原子类中的递增操作就通过CAS自旋实现的。

适合读操作多的场景，不加锁的特点能够使其读操作的性能大幅提升。乐观锁则直接去操作同步资源，是一种无锁算法。

三、synchronized关键字

1、作用于实例方法，当前实例加锁，进入同步代码前要获得当前实例的锁。

2、作用于代码块，对括号里配置的对象加锁。

3、作用于静态方法，当前类加锁，进去同步代码前要获得当前类对象的锁。

四、公平锁与非公平锁

公平锁：是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁，类似排队买票，先来的人先买后来的人在队尾排着，这是公平的 ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);//这里的true表示公平锁

非公平锁：指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁，在高并发环境下，有可能造成优先级翻转或者饥饿的状态(某个线程一直得不到锁)

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();默认就是非公平锁。

为什么有公平锁与非公平锁的设计，为什么默认使用非公平锁？

1、恢复挂起的线程到真正锁的获取还是有时间差的，从开发人员来看这个时间微乎其微，但从CPU的角度来看，这个时间差存在的还是很明显的。所以非公平锁能更充分的利用CPU的时间片，尽量减少CPU空闲状态时间。

2、使用多线程很重要的考量点是线程切换的开销，当采用非公平锁时，当一个线程请求锁获取同步状态，然后释放同步状态，所以刚释放锁的线程在此刻再次获取同步状态的概率就变得非常大，所以就减少了线程的开销。

什么时候用公平？什么时候用非公平？

为了更高的吞吐量，显然非公平锁是比较合适的，因为节省很多线程切换时间，吞吐量自然就上去了，否则就使用公平锁，大家公平使用。

public class SaleTicket {


        public static void main(String[] args) {
            //创建对象
            LTicket lTicket = new LTicket();
            //创建线程
            new Thread(()->{
                for (int i = 0; i < 40; i++) {
                    lTicket.sale();
                }
            },"aa").start();
            //创建线程
            new Thread(()->{
                for (int i = 0; i < 40; i++) {
                    lTicket.sale();
                }
            },"bb").start();
            //创建线程
            new Thread(()->{
                for (int i = 0; i < 40; i++) {
                    lTicket.sale();
                }
            },"cc").start();
        }
    }

    /**
     * 创建资源类
     */
class LTicket{
        //票数
        private int number = 30;
        ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);
        //卖票
        public  void sale(){
            try {
                //上锁
                lock.lock();
                //判断是否有票
                if(number > 0 ){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出："+(number--) +"剩下："+number);
                }
            } finally { //不管是否有异常都会执行解锁
                //解锁
                lock.unlock();
            }
        }
}