Java面试03|并发及锁
1、synchronized与Lock的区别
使用synchronized这个关键字实现的同步块有一些缺点:
(1)锁只有一种类型
(2)线程得到锁或者阻塞
(3)Lock是在Java语言层面基于CAS自旋方式来实现锁的,在并发条件下,其性能要相对比synchronized好一些。
为了解决如上的各种问题,后来又提出了一种更为复杂的锁 - 线程锁。线程锁可以在几个方面进行提升:
(1)添加不同类型的锁,如读取锁和写入锁(主要实现类为ReentrantReadWriteLock类)
(2)对锁的阻塞没有限制,即可以在一个方法中上锁,在另外一个方法中解锁。
由于Semaphore不会将许可与特定的线程关联起来,因此在一个线程中获得的许可可以在另外一个线程中释放。
(3)如果线程得不到锁,比如锁由另外一个线程持有,就允许该线程后退或继续执行,或者做其他事情。如使用tryLock()与tryLock(long,TimeUnit)。当发现尝试加锁无法加上,可以先释放对其他对象已经成功添加的锁,过一会儿再尝试,这样可以一定程度上避免死锁。
(4)允许线程尝试取锁,并可以在超过等待时间后放弃。
ReentrantLock实现了Lock接口,并提供了与synchronized相同的互斥性和内存可见性。在获取/退出ReentrantLock时,有着与进入/退出同步代码块相同的内存语义。同时也提供可重入的加锁语义。
ReentrantLock相比synchronized增加了一些高级功能,主要有3项:
(1)等待可中断
(2)可实现公平锁(synchronized实现的是非公平锁)
(3)锁可以绑定多个条件(一个ReentrantLock可以同时绑定多个Condition对象
ReentrantLock获取锁定与三种方式:
a) lock(), 如果获取了锁立即返回,如果别的线程持有锁,当前线程则一直处于休眠状态,直到获取锁
b) tryLock(),如果获取了锁立即返回true,如果别的线程正持有锁,立即返回false
c) tryLock(long timeout,TimeUnit unit) 如果获取了锁定立即返回true,如果别的线程正持有锁,会等待参数给定的时间,在等待的过程中,如果获取了锁定,就返回true,如果等待超时,返回false
d) lockInterruptibly:如果获取了锁定立即返回,如果没有获取锁定,当前线程处于休眠状态,直到或者锁定,或者当前线程被别的线程中断
2、Lock机制的实现
Lock的实现其内部有个AQS机制。AQS(AbstractQueuedSynchronizer)是java中管理“锁”的抽象类,锁的许多公共方法都是在这个类中实现。AQS是独占锁(例如ReentrantLock)和共享锁(例如Semaphore)的公共父类。
队列是AQS中“等待锁”的线程队列。在多线程中,为了保护竞争资源不被多个线程同时操作而起来错误,我们常常需要通过锁来保护这些资源。在独占锁中,竞争资源在一个时间点只能被一个线程锁访问;而其它线程则需要等待。队列就是管理这些“等待锁”的线程的队列。
队列是一个非阻塞的 FIFO 队列。也就是说往里面插入或移除一个节点的时候,在并发条件下不会阻塞,而是通过自旋锁和 CAS 保证节点插入和移除的原子性。
举个例子,如独占锁ReentrantLock。ReentrantLock分为“公平锁”和“非公平锁”。它们的区别体现在获取锁的机制上是否公平。ReentrantLock是通过一个FIFO的等待队列来管理获取该锁所有线程的。
(1)在“公平锁”的机制下,线程依次排队获取锁;
(2)“非公平锁”在锁是可获取状态时,不管自己是不是在队列的开头都会获取锁。
参考文章:
(1)http://tech.meituan.com/distributed-system-mutually-exclusive-idempotence-cerberus-gtis.html
3、源码剖析AQS在几个同步工具类中的使用
详细查看这篇文章:http://ifeve.com/abstractqueuedsynchronizer-use/#more-18899
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