网站建设全流程 知乎,营口大石桥网站建设,义乌网一件代发,潍坊网站建设外包常见的锁策略 1. 乐观锁 vs 悲观锁2. 读写锁 vs 普通互斥锁3. 重量级锁 vs 轻量级锁4. 自旋锁#xff08;Spin Lock#xff09;vs 挂起等待锁5. 公平锁 vs 非公平锁6. 可重入锁 vs 不可重入锁7. Synchronized8. 相关面试题 1. 乐观锁 vs 悲观锁
悲观锁#xff1a; 总是假设… 常见的锁策略 1. 乐观锁 vs 悲观锁2. 读写锁 vs 普通互斥锁3. 重量级锁 vs 轻量级锁4. 自旋锁Spin Lockvs 挂起等待锁5. 公平锁 vs 非公平锁6. 可重入锁 vs 不可重入锁7. Synchronized8. 相关面试题 1. 乐观锁 vs 悲观锁
悲观锁 总是假设最坏的情况每次去拿数据的时候都认为别人会修改所以每次在拿数据的时候都会上锁这样别人想拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁。
乐观锁 假设数据一般情况下不会产生并发冲突在数据进行提交更新的时候才会正式对数据是否产生并发冲突进行检测如果发现并发冲突了则返回用户错误的信息让用户决定如何去做。
乐观锁的一个重要功能就是要检测出数据是否发生访问冲突. 我们可以引入一个 “版本号” 来解决.
假设我们需要多线程修改 “用户账户余额”. 设当前余额为 100. 引入一个版本号 version, 初始值为 1. 并且我们规定 “提交版本必须大于记录当前版本才能执行更新余额”
线程 A 此时准备将其读出 version1, balance100 线程 B 也读入此信息 version1, balance100 .线程 A 操作的过程中并从其帐户余额中扣除 50 100-50 线程 B 从其帐户余额中扣除 20 100-20 线程 A 完成修改工作将数据版本号加1 version2 连同帐户扣除后余额 balance50 写回到内存中;线程 B 完成了操作也将版本号加1 version2 试图向内存中提交数据 balance80 但此时比对版本发现操作员 B 提交的数据版本号为 2 数据库记录的当前版本也为 2 不满足 “提交版本必须大于记录当前版本才能执行更新“ 的乐观锁策略。就认为这次操作失败.
悲观锁预期锁冲突概率很高做的工作更多付出成本更多更低效 乐观锁预期锁冲突概率很低做的工作更少付出成本更少更高效
Synchronized 初始使用乐观锁策略. 当发现锁竞争比较频繁的时候, 就会自动切换成悲观锁策略.
2. 读写锁 vs 普通互斥锁
读写锁就是把读操作和写操作区分对待. Java 标准库提供了 ReentrantReadWriteLock 类, 实现了读写锁.
ReentrantReadWriteLock.ReadLock 类表示一个读锁. 这个对象提供了 lock / unlock 方法进行加锁解锁.ReentrantReadWriteLock.WriteLock 类表示一个写锁. 这个对象也提供了 lock / unlock 方法进行加锁解锁.
其中
读加锁和读加锁之间, 不互斥.写加锁和写加锁之间, 互斥.读加锁和写加锁之间, 互斥.
读写锁特别适合于 “频繁读, 不频繁写” 的场景中 Synchronized 不是读写锁 就是普通的互斥锁
3. 重量级锁 vs 轻量级锁
锁的核心特性 “原子性”, 这样的机制追根溯源是 CPU 这样的硬件设备提供的.
CPU 提供了 “原子操作指令”.操作系统基于 CPU 的原子指令, 实现了 mutex 互斥锁.JVM 基于操作系统提供的互斥锁, 实现了 synchronized 和 ReentrantLock 等关键字和类. 注意, synchronized 并不仅仅是对 mutex 进行封装, 在 synchronized 内部还做了很多其他的工作
重量级锁: 加锁机制重度依赖了 OS 提供了 mutex
大量的内核态用户态切换很容易引发线程的调度
轻量级锁: 加锁机制尽可能不使用 mutex, 而是尽量在用户态代码完成. 实在搞不定了, 再使用 mutex.
少量的内核态用户态切换.不太容易引发线程调度.
重量级锁加锁解锁开销比较大效率较低多数情况下悲观锁是重量级锁 轻量级锁加锁解锁开销比较小效率较高多数情况下乐观锁是轻量级锁
synchronized 开始是一个轻量级锁. 如果锁冲突比较严重, 就会变成重量级锁.
4. 自旋锁Spin Lockvs 挂起等待锁
挂起等待锁典型的重量级锁线程在抢锁失败后进入阻塞状态放弃 CPU需要过很久才能再次被调度.
但实际上, 大部分情况下虽然当前抢锁失败但过不了很久锁就会被释放。没必要就放弃 CPU. 这个时候就可以使用自旋锁典型的轻量级锁来处理这样的问题.
自旋锁伪代码:
while (抢锁(lock) 失败) {}如果获取锁失败, 立即再尝试获取锁, 无限循环, 直到获取到锁为止. 第一次获取锁失败, 第二次的尝试会在极短的时间内到来. 一旦锁被其他线程释放, 就能第一时间获取到锁.
自旋锁是一种典型的 轻量级锁 的实现方式.
优点: 没有放弃 CPU, 不涉及线程阻塞和调度, 一旦锁被释放, 就能第一时间获取到锁.缺点: 如果锁被其他线程持有的时间比较久, 那么就会持续的消耗 CPU 资源. (而挂起等待的时候是不消耗 CPU 的).
synchronized 中的轻量级锁策略大概率就是通过自旋锁的方式实现的.
5. 公平锁 vs 非公平锁
公平锁: 遵守 “先来后到”. B 比 C 先来的. 当 A 释放锁的之后, B 就能先于 C 获取到锁.
非公平锁: 不遵守 “先来后到”. B 和 C 都有可能获取到锁.
注意:
操作系统内部的线程调度就可以视为是随机的. 如果不做任何额外的限制, 锁就是非公平锁. 如果要想实现公平锁, 就需要依赖额外的数据结构, 来记录线程们的先后顺序.公平锁和非公平锁没有好坏之分, 关键还是看适用场景.
synchronized 是非公平锁
6. 可重入锁 vs 不可重入锁
可重入锁的字面意思是“可以重新进入的锁”即允许同一个线程多次获取同一把锁。
举个栗子 Object locker new Object();synchronized (locker) {System.out.println(第一次加锁);synchronized (locker) {System.out.println(第二次加锁);}}按照之前对于锁的设定, 第二次加锁的时候, 就会阻塞等待. 直到第一次的锁被释放, 才能获取到第二个锁. 但是释放第一个锁也是由该线程来完成, 这个线程也就无法进行解锁操作. 这时候就会 死锁.
如果上述这种情况能造成死锁就是不可重入锁 否则就是可重入锁。
synchronized 是可重入锁
7. Synchronized
既是乐观锁又是悲观锁 当锁冲突比较激烈时从乐观锁变为悲观锁既是轻量级锁又是重量级锁Synchronized的轻量级锁基于自旋锁实现 重量级锁基于挂起等待锁实现不是读写锁 只是普通的互斥锁是可重入锁是非公平锁
8. 相关面试题
你是怎么理解乐观锁和悲观锁的具体怎么实现呢 悲观锁认为多个线程访问同一个共享变量冲突的概率较大, 会在每次访问共享变量之前都去真正加锁. 乐观锁认为多个线程访问同一个共享变量冲突的概率不大. 并不会真的加锁, 而是直接尝试访问数据. 在访问的同时识别当前的数据是否出现访问冲突. 悲观锁的实现就是先加锁(比如借助操作系统提供的 mutex), 获取到锁再操作数据. 获取不到锁就等待. 乐观锁的实现可以引入一个版本号. 借助版本号识别出当前的数据访问是否冲突.
介绍下读写锁?
读写锁就是把读操作和写操作分别进行加锁.读锁和读锁之间不互斥.写锁和写锁之间互斥.写锁和读锁之间互斥.
读写锁最主要用在 “频繁读, 不频繁写” 的场景中.
什么是自旋锁为什么要使用自旋锁策略呢缺点是什么
如果获取锁失败, 立即再尝试获取锁, 无限循环, 直到获取到锁为止. 第一次获取锁失败, 第二次的尝试会在极短的时间内到来. 一旦锁被其他线程释放, 就能第一时间获取到锁.
相比于挂起等待锁,
优点: 没有放弃 CPU 资源, 一旦锁被释放就能第一时间获取到锁, 更高效. 在锁持有时间比较短的场景下非常有用.缺点: 如果锁的持有时间较长, 就会浪费 CPU 资源.
synchronized 是可重入锁么
是可重入锁.可重入锁指的就是连续两次加锁不会导致死锁. 实现的方式是在锁中记录该锁持有的线程身份, 以及一个计数器(记录加锁次数). 如果发现当前加锁的线程就是持有锁的线程, 则直接计数自增.
好啦 以上就是对 常见的锁策略 的讲解希望能帮到你 评论区欢迎指正 !
