锁分类(独占锁、分拆锁、分离锁、分布式锁)

旧城冷巷雨未停 提交于 2020-04-21 05:52:39
  • 在共享内存的多处理器体系架构中,每个处理器都拥有自己的缓存,并且定期地与主内存进行协调。
  • 在不同的处理器架构中提供了不同级别的缓存一致性(Cache Coherence),
    • 其中一部分只提供最小的保证,即允许不同的处理器在任意时刻从同一个存储位置上看到不同的值。
  • 操作系统、编译器以及运行时(有时甚至包括应用程序)需要弥合这种在硬件能力与线程安全之间的差异。

java内存模型

  • 抽象出线程独有的运行内存和共有的主存储
  • 为了使java开发人员无须关心不同架构内存模型之间的差异,
  • Java还提供了自己的内存模型,并且JVM通过在适当的位置上插入内存栅栏(内存屏障)来屏蔽在JVM与底层之平台内存模型之间的差异。
  • 线程中的变量何时同步回到内存是不可预期的
    • java内存模型规定,通过关键词”synchronized“、”volatile“可以让java保证某些约束。
    • “volatile” - 保证读写的都是主内存变量。
    • “synchronized” - 保证在块开始时,都同步主内存值到工作内存,而快结束时,将工作内存同步会主内存。

指令重排序::

    public class PossibleReordering {
        static int x = 0, y = 0;
        static int a = 0, b = 0;

        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            Thread one = new Thread(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    a = 1;
                    x = b;
                }
            });

            Thread two = new Thread(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    b = 2;
                    y = a;
                }
            });
            one.start();
            two.start();
            one.join();
            two.join();
            System.out.println("x:" + x + ",y:" + y);
        }
    }
  • 执行结果,一般人可能认为是1,1;真正的执行结果可能每次都不一样。
  • 拜JMM重排序所赐,JMM使得不同线程的操作顺序是不同的,
  • 从而导致在缺乏同步的情况下,要推断操作的执行结果将变得更加复杂。
  • 同步将限制编译器和硬件运行时对内存操作重排序的方式。

锁synchronized

  • 锁实现了对临界资源的互斥访问,是严格的排它锁、互斥锁。
  • JVM规范通过两个内存屏障(memory barrier)命令来实现排它逻辑。
    • 内存屏障可以理解成顺序执行的一组CPU指令,完全无视指令重排序。
  • 类锁(锁是TestSTatic.class对象)、对象锁

独占锁

  • 如果你不敢确定该用什么锁,就用这个吧,在保证正确的前提下,后续在提高开发效率。

分拆锁

  • 如果将这些锁请求分到更多的锁上,就能有效降低锁竞争程度。
  • 由于等待而被阻塞的线程将更少,从而可伸缩性将提高。
  • 同时使用俩

分离锁

  • 在某些情况下,可以将锁分解技术进一步扩展为对一组独立对象上的锁进行分解,这种情况称为锁分段
  • 例如ConcurrencyHashMap是有一个包含16个锁的数组实现
  • 锁分段的劣势在于:
    • 与采用单个锁来实现独占访问相比,
    • 要获取多个锁来实现独占访问将更加困难并且开销更高,
    • 比如计算size、重hash。

分布式锁

  • zookeeper,判断临时节点是否存在,存在就说明已经有人争抢到锁;
  • 不存在就创建节点,表明拥有该锁。

volatile

  • volatile是比synchronized更轻量级的同步原语,
  • volatile可以修饰实例变量、静态变量、以及数组变量(引用)。
  • 被volatile修饰的变量,JVM规范规定,一个线程在修改完,另外的线程能读取最新的值。
  • 仅仅保证可见性,不保证原子性
易学教程内所有资源均来自网络或用户发布的内容,如有违反法律规定的内容欢迎反馈
该文章没有解决你所遇到的问题?点击提问,说说你的问题,让更多的人一起探讨吧!