2017读书计划

6:Java中的锁

2018-01-01  本文已影响15人  漫步_2310

1:Lock接口

(1)synchronized关键字将会隐式的获取锁,但是它将锁的获取和释放固化了,也就是先获取后释放。

(2)Lock接口提供的sychronized关键字不具备的主要特性。

(3)Lock是一个接口,定义了锁获取和释放的基本操作。

2:队列同步器

(1)AQS同步器,是用来构建锁和其他同步组件的基础框架。它使用一个int成员变量表示同步状态,通过内置的FIFO队列来完成资源获取线程的排队工作。比如:ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、CountDownLatch等。

(2)同步器的设计是基于模板方法模式的,也就是说,使用者需要继承同步器并重写指定的方法,随后将同步器组合在自定义同步组件的实现中,并调用同步器提供的模板方法,而这些模板方法将会调用使用者重写的方法。

下图为同步器可重写的方法:

自定义同步组件时,将会调用同步器提供的模板方法,如下图所示:

同步器提供的模板方法基本上分为3类:独占式获取与释放同步状态、共享式获取与释放同步状态、查询同步队列中的等待线程情况。

(3)队列同步器的实现分析

同步器如何完成线程同步工作?主要包括:同步队列、独占式同步状态获取与释放、共享式同步状态获取与释放、超时获取同步状态等。

a:同步队列:FIFO双向队列完成同步状态的管理。

同步队列中节点属性简介:

(4)同步器中的的队列基本结构

(5)独占式同步状态获取流程,也就是acquire(int   arg)方法调用流程。

分析独占式同步状态获取和释放过程后,总结一下:

在获取同步状态时,同步器维护一个同步队列,获取状态还失败的线程都会加入到队列中进行自旋;移除队列(或停止自旋)的条件是前驱节点为头节点且成功获取了同步状态。在释放同步状态时,同步器调用tryRelase(int arg)方法释放同步状态,然后唤醒头节点的后继节点。

(6)共享式同步状态获取与释放

下图就是:共享式与独占式访问资源的对比,经典的例子就是:读写文件,读使用共享式;写文件是独占式。简单理解:就是同一时刻能否有多个线程同时获取到同步状态。

(7)独占式超时获取同步状态

(8)让你设计一个同步工具:该工具在同一时刻,只允许至多两个线程同时访问,超过两个线程的访问将被阻塞???怎么做?

a:确定访问模式。

b:定义资源数。

c:组合自定义同步器。

3:重入锁ReentrantLock

(1)Syschronized支持隐式的重入。

(2)ReentrantLock如何实现重进入和公平性获取锁的特性?公平性获取锁对性能的影响?

a:实现重进入,解决以下2个问题:线程再次获取锁、锁的最终释放

b:公平与 非公平区别,如果一个锁是公平的,那么锁的获取应该符合FIFO。

注意:ReentrantLock里同步锁(tryAcquires)和非同步锁(nonfairTryAcquires)的实现,唯一不同的是多了一行hasQueuedPredecessors方法,即加入了同步队列中当前节点 是否有前驱节点的判断,如果该方法返回true,则表示有线程比当前线程更早地请求获取锁,因此需要等待前驱线程获取并释放锁之后才能继续获取锁。

(3)非公平性锁可能使线程“饥饿”,为什么它又被设置成ReentrantLock默认的实现呢?

公平性锁保证了锁获取锁按照FIFO原则,而代价是进行大量的线程切换;非公平性锁虽然可能造成线程“饥饿”,但极少的线程切换,保证了其更大的吞吐量。

4:读写锁

(1)在读多写少的场景下使用。当写锁被获取到时,后续(非当前写操作的线程)的读写操作都会被阻塞,写锁释放之后,所有操作继续进行。

ReentrantReadWriteLock的特性:

(2)读写锁接口

(3)读写锁的实现分析,包括:读写锁状态的设计、写锁的获取与释放、读锁的获取与释放、锁降级 

读写状态的设计:同步状态表示锁被一个线程重复获取的次数。读写锁关键是在同步状态(一个整形变量)上维护多个读线程和一个写线程的状态。读写锁:按位切割法。

(4)锁降级

锁降级是指:把持住(当前拥有的)写锁,再获取到读锁,随后释放(先前拥有的)写锁的过程。

注意:RentrantReadWriteLock不支持锁升级(把持读锁、获取写锁,最后释放读锁的过程)。目的也是保证数据的可见性,如果读锁已经被多个线程获取,其中任意线程成功获取了写锁并更新了数据,则其更新对其他获取到读锁的线程是不可见的。

5:LockSupport工具类

(1)当需要阻塞或唤醒一个线程的时候,使用LockSupport工具类。下面是LockSupport提供的阻塞和唤醒方法。

6:Condition接口

(1)Object的监视器方法与Condition接口的对比

(2)Condition是依赖Lock对象的。

(3)Condition定义的方法及描述:

(4)Condition的实现,主要包括:等待队列、等待和通知。

注意:同步队列和等待队列中节点类型都是AQS的静态内部类AbstractQueuedSynchronizer.Node。

等待队列实现如下图:

同步队列和等待队列的实现如下图:

Condition的通知如下图所示:

上一篇下一篇

猜你喜欢

热点阅读