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时间:2024-11-28 17:18:01 编辑:5e源码 来源:数据表格源码

1.Java并发编程解析 | 基于JDK源码解析Java领域中并发锁之StampedLock锁的锁源a锁设计思想与实现原理 (三)
2.Java并发必会,深入剖析Semaphore源码
3.java并发库semaphore问题?码j码
4.java中的各种锁详细介绍
5.源码分析: Java中锁的种类与特性详解
6.java中的非公平锁不怕有的线程一直得不到执行吗

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Java并发编程解析 | 基于JDK源码解析Java领域中并发锁之StampedLock锁的设计思想与实现原理 (三)

       在并发编程领域,核心问题涉及互斥与同步。机源互斥允许同一时刻仅一个线程访问共享资源,锁源a锁同步则指线程间通信协作。码j码多线程并发执行历来面临两大挑战。机源瑜伽会所网站源码为解决这些,锁源a锁设计原则强调通过消息通信而非内存共享实现进程或线程同步。码j码

       本文探讨的机源关键术语包括Java语法层面实现的锁与JDK层面锁。Java领域并发问题主要通过管程解决。锁源a锁内置锁的码j码粒度较大,不支持特定功能,机源因此JDK在内部重新设计,锁源a锁引入新特性,码j码实现多种锁。机源基于JDK层面的锁大致分为4类。

       在Java领域,AQS同步器作为多线程并发控制的基石,包含同步状态、等待与条件队列、独占与共享模式等核心要素。JDK并发工具以AQS为基础,实现各种同步机制。

       StampedLock(印戳锁)是基于自定义API操作的并发控制工具,改进自读写锁,特别优化读操作效率。印戳锁提供三种锁实现模式,支持分散操作热点与削峰处理。在JDK1.8中,通过队列削峰实现。

       印戳锁基本实现包括共享状态变量、等待队列、读锁与写锁核心处理逻辑。读锁视图与写锁视图操作有特定队列处理,读锁实现包含获取、教学源码php释放方式,写锁实现包含释放方式。基于Lock接口的实现区分读锁与写锁。

       印戳锁本质上仍为读写锁,基于自定义封装API操作实现,不同于AQS基础同步器。在Java并发编程领域,多种实现与应用围绕线程安全,根据不同业务场景具体实现。

       Java锁实现与运用远不止于此,还包括相位器、交换器及并发容器中的分段锁。在并发编程中,锁作为实现方式之一,提供线程安全,但实际应用中锁仅为单一应用,提供并发编程思想。

       本文总结Java领域并发锁设计与实现,重点介绍JDK层面锁与印戳锁。文章观点及理解可能存在不足,欢迎指正。技术研究之路任重道远,希望每一份努力都充满价值,未来依然充满可能。

Java并发必会,深入剖析Semaphore源码

       在深入理解Java并发编程时,必不可少的是对Semaphore源码的剖析。本文将带你探索这一核心组件,通过实践和源码解析,掌握其限流和共享锁的本质。Semaphore,中文名信号量,就像一个令牌桶,任务执行前需要获取令牌,google photo 源码处理完毕后归还,确保资源访问的有序进行。

       首先,Semaphore主要有acquire()和release()两个方法。acquire()负责获取许可,若许可不足,任务会被阻塞,直到有许可可用。release()用于释放并归还许可,确保资源释放后,其他任务可以继续执行。一个典型的例子是,如果一个线程池接受个任务,但Semaphore限制为3,那么任务将按每3个一组执行,确保系统稳定性。

       Semaphore的源码实现巧妙地结合了AQS(AbstractQueuedSynchronizer)框架,通过Sync同步变量管理许可数量,公平锁和非公平锁的实现方式有所不同。公平锁会优先处理队列中的任务,而非公平锁则按照获取许可的顺序进行。

       acquire()方法主要调用AQS中的acquireSharedInterruptibly(),并进一步通过tryReleaseShared()进行许可更新,公平锁与非公平锁的区别在于判断队列中是否有前置节点。release()方法则调用releaseShared(),更新许可数量。

       Semaphore的简洁逻辑在于,AQS框架负责大部分并发控制,子类只需实现tryReleaseShared()和tryAcquireShared(),专注于许可数量的管理。欲了解AQS的详细流程,可参考之前的文章。

       最后,了解了Semaphore后,创建源码分析我们还将继续探索共享锁CyclicBarrier的实现,敬请期待下篇文章。

java并发库semaphore问题?

       信号量Semaphore作为Java中的一种共享锁,类似于CountDownLatch,用于控制资源访问,实现限流功能。在使用上,访问资源前需先获取令牌,处理完毕后需归还令牌。通常,Semaphore有两种常用方法:acquire()和release()。

       使用示例中,创建了一个Semaphore实例,初始许可数量为3。在提交个任务到线程池时,Semaphore的限流作用显现,每次只能执行3个任务。此操作的输出结果显示出,任务执行以3个为一组,每组任务执行完毕后,下一组才能开始,确保了资源的有序和高效使用。

       通过Semaphore,可以控制资源访问的频率,保证系统稳定运行。在深入学习Semaphore的使用后,我们对其实现原理也有了更全面的了解。

       在Semaphore的实现中,其内部类Sync继承自AQS,负责管理许可数量的更新。Semaphore的初始化可以设置许可数量和锁策略。acquire()方法通过调用父类AQS中的acquireSharedInterruptibly()方法,进一步通过子类Sync的tryReleaseShared()方法来更新许可数量。

       在非公平锁实现中,手写psd源码尝试更新许可数量即可。而公平锁实现则首先检查队列中是否有前置节点,如有则不进行处理,确保队头节点优先执行,确保公平性。

       release()方法同样通过父类AQS的releaseShared()方法,由子类Sync中的tryReleaseShared()方法具体实现许可数量的更新。

       通过研究Semaphore源码,我们可以发现其实现逻辑简单且高效。Semaphore通过继承自AQS的Sync类,仅需实现tryReleaseShared()和tryAcquireShared()方法以更新许可数量,即可完成锁的操作。对于AQS流程的深入了解,可以参考系列文章的前几篇。

       在接下来的文章中,我们将继续探索共享锁CyclicBarrier的源码实现,进一步加深对Java并发库的理解。

java中的各种锁详细介绍

       Java提供了多种锁以满足不同的并发需求,这些锁的特性各异,适用于不同的场景。本文旨在概述锁的源码(JDK 8版本),并举例说明使用场景,帮助读者理解锁的知识点以及不同锁的适用情况。接下来,我们将按照以下结构进行分类介绍:乐观锁 vs 悲观锁、自旋锁 vs 适应性自旋锁、无锁 vs 偏向锁 vs 轻量级锁 vs 重量级锁、公平锁 vs 非公平锁、可重入锁 vs 非可重入锁、独享锁 vs 共享锁。

       乐观锁 vs 悲观锁

       乐观锁与悲观锁基于对并发操作的预设不同。悲观锁假设并发操作中一定会出现数据修改,因此在获取数据时会先加锁,以防止数据被修改。在Java中,synchronized关键字和Lock接口的实现类多采用悲观锁策略。相反,乐观锁假设并发操作中不会修改数据,只在尝试修改数据时检查数据是否已被修改,若数据未被修改则成功完成操作,否则根据情况采取不同的策略。

       自旋锁 vs 适应性自旋锁

       自旋锁是一种在无需阻塞线程的情况下,通过循环检查条件来尝试获取锁的机制。当锁长时间未被释放时,自旋锁会导致线程持续消耗处理器资源,因此引入了适应性自旋锁。适应性自旋锁会根据前一次自旋等待的时间和锁的持有者状态来决定是否继续自旋或立即阻塞线程。

       无锁 vs 偏向锁 vs 轻量级锁 vs 重量级锁

       锁的状态从无锁升级到重量级锁,主要依据锁的竞争情况和锁的状态。无锁允许所有线程同时访问资源,但只有一个线程能修改成功。偏向锁是为单线程操作而优化的锁,可以避免不必要的锁操作。轻量级锁在偏向锁被其他线程尝试访问时升级,通过自旋和CAS操作尝试获取锁。重量级锁则在多线程竞争时,通过阻塞等待线程来获取锁。

       公平锁 vs 非公平锁

       公平锁按照申请锁的顺序为线程分配锁,确保等待的线程不会饿死,但可能降低整体吞吐效率。非公平锁则直接尝试获取锁,可能导致后申请锁的线程先获取到锁,从而提高吞吐效率,但存在饿死等待线程的风险。

       可重入锁 vs 非可重入锁

       可重入锁允许线程在嵌套调用时重复获取同一锁,避免死锁。非可重入锁不允许重复获取同一锁,可能导致死锁情况。

       独享锁 vs 共享锁

       独享锁一次只能被一个线程持有,允许多线程同时读取数据但不允许写操作。共享锁则允许多个线程同时读取数据,但不允许写操作,以提高并发读取效率。

       通过以上分类介绍,我们可以更直观地理解Java中锁的特性和适用场景。不同锁的设计旨在解决特定的并发问题,选择合适的锁类型可以显著提升程序的性能和稳定性。

源码分析: Java中锁的种类与特性详解

       在Java中存在多种锁,包括ReentrantLock、Synchronized等,它们根据特性与使用场景可划分为多种类型,如乐观锁与悲观锁、可重入锁与不可重入锁等。本文将结合源码深入分析这些锁的设计思想与应用场景。

       锁存在的意义在于保护资源,防止多线程访问同步资源时出现预期之外的错误。举例来说,当张三操作同一张银行卡进行转账,如果银行不锁定账户余额,可能会导致两笔转账同时成功,违背用户意图。因此,在多线程环境下,锁机制是必要的。

       乐观锁认为访问资源时不会立即加锁,仅在获取失败时重试,通常适用于竞争频率不高的场景。乐观锁可能影响系统性能,故在竞争激烈的场景下不建议使用。Java中的乐观锁实现方式多基于CAS(比较并交换)操作,如AQS的锁、ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore等。CAS类实现不能完全保证线程安全,使用时需注意版本号管理等潜在问题。

       悲观锁则始终在访问同步资源前加锁,确保无其他线程干预。ReentrantLock、Synchronized等都是典型的悲观锁实现。

       自旋锁与自适应自旋锁是另一种锁机制。自旋锁在获取锁失败时采用循环等待策略,避免阻塞线程。自适应自旋锁则根据前一次自旋结果动态调整等待时间,提高效率。

       无锁、偏向锁、轻量级锁与重量级锁是Synchronized的锁状态,从无锁到重量级锁,锁的竞争程度与性能逐渐增加。Java对象头包含了Mark Word与Klass Pointer,Mark Word存储对象状态信息,而Klass Pointer指向类元数据。

       Monitor是实现线程同步的关键,与底层操作系统的Mutex Lock相互依赖。Synchronized通过Monitor实现,其效率在JDK 6前较低,但JDK 6引入了偏向锁与轻量级锁优化性能。

       公平锁与非公平锁决定了锁的分配顺序。公平锁遵循申请顺序,非公平锁则允许插队,提高锁获取效率。

       可重入锁允许线程在获取锁的同一节点多次获取锁,而不可重入锁不允许。共享锁与独占锁是另一种锁分类,前者允许多个线程共享资源,后者则确保资源的独占性。

       本文通过源码分析,详细介绍了Java锁的种类与特性,以及它们在不同场景下的应用。了解这些机制对于多线程编程至关重要。此外,还有多种机制如volatile关键字、原子类以及线程安全的集合类等,需要根据具体场景逐步掌握。

java中的非公平锁不怕有的线程一直得不到执行吗

       首先来看公平锁和非公平锁,我们默认使用的锁是非公平锁,只有当我们显示设置为公平锁的情况下,才会使用公平锁,下面我们简单看一下公平锁的源码,如果等待队列中没有节点在等待,则占有锁,如果已经存在等待节点,则返回失败,由后面的程序去将此线程加入等待队列

       通过上面的代码,我们可以推断,当使用公平锁的情况下,并且同一个线程的执行时间较长时,线程内部进行了多次的锁的获取和释放,效率非常低下,可以参加Lesson8中的demo:

       demo Lesson8LockIntPerform:在使用ReentrantLock加非公平锁的情况下个线程循环下单数为:

       demo Lesson8LockIntPerform:在使用ReentrantLock加非公平锁的情况下个线程循环下单数为:

       demo Lesson8LockFairIntPerform:在使用ReentrantLock加公平锁的情况下个线程循环下单数为:

       demo Lesson8LockFairIntPerform:在使用ReentrantLock加公平锁的情况下个线程循环下单数为:

       上面的demo中,在使用公平锁的情况下性能明显降低,非公平锁的性能是公平锁性能的几十倍以上,这和公平锁每次试图占有锁时,都必须先要进等待队列,按照FIFO的顺序去获取锁,因此在我们的实验情景下,使用公平锁的线程进行了频繁切换,而频繁切换线程,性能必然会下降的厉害,这也告诫了我们在实际的开发过程中,在需要使用公平锁的情景下,务必要考虑线程的切换频率。

       接下来我们来看一下读写锁,通过看读写锁的实现源码,我们可以发现,读锁和写锁共用同一个等待队列,那么在采用非公平锁的情况下,如果读锁的线程执行时间比较长,并且读锁的并发比较高,那么写锁的线程便永远都拿不到锁,那么实际的情况会不会是这样呢?

       demo Lesson3WriteReadLock:此demo的读线程在不断的占用读锁,按照推论,写锁的线程是没有机会获取到锁的,但是实际情况是写锁的线程可以正常的获取到锁,那么是什么原因使得写锁的线程可以获取到锁的了?通过查看源代码,会发现有这样的一个方法:

       上面的方法,实现了一个新的读线程获取锁的中断,它会读取等待队列中下一个等待锁的线程,如果它是获取写锁的线程,那么此方法返回为真,调用它的程序会把这个试图获取读锁的线程加入到等待队列,从而终止了读线程一直都在占有锁的情况。