深入了解Java中的锁机制

目录

1. synchronized关键字

1.1 基本概念

1.2 内置锁

1.3 限制

2. ReentrantLock

2.1 概述

2.2 公平性与非公平性

2.3 条件变量

3. 读写锁(ReadWriteLock)

3.1 概念

3.2 适用场景

4. StampedLock

4.1 概述

4.2 乐观读与悲观读

4.3 适用场景

5. 性能比较与选择

6. 总结


        在Java编程中,多线程并发是一个常见的场景。为了保证线程安全性,Java提供了一系列的锁机制,用于控制对共享资源的访问。这些锁机制在并发编程中起着至关重要的作用,确保多个线程能够协同工作而不产生竞态条件或数据不一致的问题。本文将深入探讨Java中的锁机制,包括传统的synchronized关键字、ReentrantLock类以及更为高级的读写锁和StampedLock。

1. synchronized关键字

1.1 基本概念

        Java的synchronized关键字是最基本的锁机制之一。它可以用来修饰方法或代码块,确保同一时刻只有一个线程能够访问被锁定的代码。

public synchronized void synchronizedMethod() {// 线程安全的操作
}

1.2 内置锁

   synchronized使用的是内置锁,也称为监视器锁。每个Java对象都有一个与之关联的内置锁,通过synchronized关键字可以对这个锁进行操作。当一个线程试图访问一个被synchronized修饰的方法或代码块时,它会尝试获取对象的内置锁,如果锁已经被其他线程占用,那么线程将被阻塞,直到获取到锁为止。

1.3 限制

        虽然synchronized是简单易用的锁机制,但它也有一些限制。首先,它是非公平的,不能保证等待时间最长的线程会最先获得锁。其次,一旦线程进入synchronized代码块,其他线程必须等待,不能中途取消。

2. ReentrantLock

2.1 概述

   ReentrantLock是Java.util.concurrent包中提供的一种更灵活的锁机制。与synchronized不同,ReentrantLock允许线程在获得锁之后再次进入同步代码块,即支持重入。

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class ReentrantLockExample {private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();public void someMethod() {lock.lock();try {// 线程安全的操作} finally {lock.unlock();}}
}

2.2 公平性与非公平性

   ReentrantLock提供了公平性选择。在构造函数中,可以选择是否使用公平锁。公平锁按照线程请求锁的顺序进行获取,而非公平锁允许插队,可能会导致某些线程一直获取不到锁。

ReentrantLock fairLock = new ReentrantLock(true); // 公平锁
ReentrantLock unfairLock = new ReentrantLock();     // 非公平锁

2.3 条件变量

   ReentrantLock还支持条件变量,可以通过newCondition方法创建。条件变量允许线程在获取锁之后等待或者唤醒,提供了更为灵活的线程通信方式。

import java.util.concurrent.locks.Condition;public class ReentrantLockWithCondition {private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();private final Condition condition = lock.newCondition();public void await() throws InterruptedException {lock.lock();try {condition.await();} finally {lock.unlock();}}public void signal() {lock.lock();try {condition.signal();} finally {lock.unlock();}}
}

3. 读写锁(ReadWriteLock)

3.1 概念

   ReadWriteLock接口提供了一种更为精细的锁分离机制,分为读锁和写锁。读锁可以被多个线程同时持有,但写锁是独占的,只能被一个线程持有。

import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;public class ReadWriteLockExample {private final ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();public void readMethod() {readWriteLock.readLock().lock();try {// 执行读操作} finally {readWriteLock.readLock().unlock();}}public void writeMethod() {readWriteLock.writeLock().lock();try {// 执行写操作} finally {readWriteLock.writeLock().unlock();}}
}

3.2 适用场景

   ReadWriteLock适用于读多写少的场景,可以提高系统的并发性能。读锁的共享特性使得多个线程可以同时读取共享资源,而写锁的独占特性保证了写操作的原子性。

4. StampedLock

4.1 概述

   StampedLock是Java 8引入的新锁机制,结合了读写锁和乐观锁的特点。它引入了"stamp"的概念,用来标记锁的状态。

import java.util.concurrent.locks.StampedLock;public class StampedLockExample {private final StampedLock stampedLock = new StampedLock();public void readMethod() {long stamp = stampedLock.tryOptimisticRead();try {// 乐观读操作if (!stampedLock.validate(stamp)) {// 转为悲观读stamp = stampedLock.readLock();try {// 执行悲观读操作} finally {stampedLock.unlockRead(stamp);}}} finally {stampedLock.unlock(stamp);}}public void writeMethod() {long stamp = stampedLock.writeLock();try {// 执行写操作} finally {stampedLock.unlockWrite(stamp);}}
}

4.2 乐观读与悲观读

   StampedLock引入了乐观读和悲观读的概念。在乐观读模式下,线程尝试获取一个标记(stamp),然后进行读操作,最后通过validate方法验证标记是否仍然有效。如果标记无效,表示在读操作期间有写操作发生,需要切换为悲观读模式。悲观读模式下,线程直接获取读锁,执行读操作,然后释放读锁。

4.3 适用场景

   StampedLock适用于读操作远远多于写操作的情况,并且乐观读是常态的场景。相较于ReadWriteLockStampedLock提供了更高的并发性能。

5. 性能比较与选择

        在选择锁的时候,需要根据具体的业务场景和性能需求来进行权衡。以下是一些选择锁的一些建议:

  • 如果并发要求不高,可以使用synchronized关键字,它简单易用,不需要手动释放锁,适用于简单的线程同步场景。

  • 如果需要更灵活的控制和可重入特性,可以选择ReentrantLock,并且可以根据实际情况选择公平锁或非公平锁。

  • 如果读操作远远多于写操作,可以选择ReadWriteLock,提高系统的并发性能。

  • 如果乐观读是常态,并且读操作频繁,可以考虑使用StampedLock,它提供了更高的并发性能。

6. 总结

        Java中的锁机制为多线程编程提供了强大的支持,开发人员可以根据实际需求选择合适的锁来保证线程安全性。从简单的synchronized关键字到更为灵活的ReentrantLock,再到适用于读多写少场景的ReadWriteLock,以及引入了乐观读的StampedLock,Java提供了丰富的锁机制,帮助开发人员更好地处理并发编程中的各种情况。在实际应用中,合理选择锁机制是提高系统性能和稳定性的关键一步。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/235604.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

WT588F34B-16S语音芯片:四通道16K采样率混音播放的应用优势

随着科技的不断进步,语音芯片在电子产品中的应用越来越广泛。其中,WT588F34B-16S语音芯片凭借其卓越的性能和创新的功能,引起了市场的广泛关注。特别是其支持四通道16K采样率混音播放的功能,为实际应用带来了显著的优势。本文将深…

w13渗透测试实战之https账号密码捕抓

此次实验需要配合arp欺骗,不知道arp欺骗的,可以查看这篇w13渗透测试实战之ARP欺骗攻击(ARP断网攻击) 一、实验环境 攻击机:linux Kali 靶机:window 7 网络环境:虚拟机NAT 网关:192.168.89.2实…

浅谈能耗系统在马来西亚连锁餐饮业的应用

1.背景信息 Background 针对连锁餐饮业能耗高且能源管理不合理的问题,利用计算机网络技术、通讯技术、计量控制技术等信息化技术,实现能源资源分类分项计量和能源资源运行监管功能,清晰描述各分店总的用能现状;实时监测各供电回路…

Hal深入实战/perfetto-systrace实战/SurfaceFlinger合集-安卓framework开发实战开发

背景 hi,粉丝朋友们: 大家好! 下面来介绍一下新的framework专题halperfettosurafceflinger,这个专题主要就是分为3大块,但是彼此直接又是相互关联的。 比如surfaceflingre模块深入分析需要用到hal相关的模块&#xff…

IDEA创建springboot工程

选择spring boot的版本和依赖 finish创建完成 删除无用的文件

【make/Makefile】Linux下进度条的设计与实现

一、简单介绍make/Makefile Makefile 和 makefile 不区分大小写,但是一定只能是 “makefile” !!! make 是一个指令,makefile 是一个文件。 Makefile 格式形式: 使用 make 生成目标文件时,默认…

论文解读:On the Integration of Self-Attention and Convolution

自注意力机制与卷积结合:On the Integration of Self-Attention and Convolution(CVPR2022) 引言 1:卷积可以接受比较大的图片的,但自注意力机制如果图片特别大的话,运算规模会特别大,即上图中右边(卷积)会算得比较快…

Python开发GUI常用库PyQt6和PySide6介绍之二:设计师(Designer)注意事项

Python开发GUI常用库PyQt6和PySide6介绍之二:设计师(Designer)注意事项 PySide6和PyQt6都有自己的设计师(Designer),用于可视化地设计和布局GUI应用程序的界面。这些设计师提供了丰富的工具和功能&#xf…

快速入门 — — 在Moonbeam上开发

访问熟悉的以太坊工具是一回事,获得顶级支持、拥有构建突破性跨链应用程序的资源是另一回事。 Moonbeam汇集了通过集成互操作性解决方案访问任何链的能力、具有完全以太坊兼容性的理想开发环境,以及使用Substrate在波卡上安全扩展的能力。 开始在Moonb…

MT6785|MTK6785安卓核心板功能规格介绍_Helio G95核心板

MT6785安卓核心板是一款功能强大的工业级4G智能模块,它采用了Android 9.0操作系统。该核心板内置了蓝牙、FM、WLAN和GPS模块,具有高度集成的基带平台,结合了调制解调器和应用处理子系统,以支持LTE/LTE-A和C2K智能终端应用。 MTK67…

2023年12月GESP Python三、四级编程题真题解析

三、2023年12月GESP Python三级编程题 【三级编程题1】 【试题名称】&#xff1a;小猫分鱼 【问题描述】 海滩上有一堆鱼&#xff0c;N只小猫来分。第一只小猫把这堆鱼平均分为N份&#xff0c;多了i<N条鱼&#xff0c;这只小猫把多的i条鱼扔入海中&#xff0c;拿走了一份…

【小沐学Unity3d】3ds Max 减面工具:Simplyon(Unity3d,Python)

文章目录 1、简介2、下载安装2.1 安装Simlygon插件2.2 安装USD插件 3、使用测试4、Python测试结语 1、简介 Simplygon 带有一个 Unity 插件&#xff0c;它公开了优化功能&#xff0c;例如缩减、聚合、重新划分网格、冒名顶替者&#xff08;SingleView、BillboardCloud / Veget…

Module build failed: TypeError: this.getOptions is not a function

在使用webpack打包出现以上错误时&#xff0c;可能是你安装的css-loader和style-loader的版本过高。 我用的webpack版本是3.6.0 因此需要降低一下版本 在你编辑器终端输入以下命令&#xff1a; npm install css-loader3.6.0 npm install --save-dev style-loader1.00 然后接下…

hyper-v ubuntu2204指定静态ip地址

虚拟机静态IP设置 虚拟机每次重新启动&#xff0c;都会动态分配IP&#xff0c;这导致我们无法使用一个固定的ip连接到虚拟机内部。解决该问题的最直接有效的办法就是给虚拟机绑定2张网卡&#xff0c;一张用于连接外网、一张用于连接内网。 init 0 关机&#xff0c;也可以从管…

如何用 CleanMyMac 来保护 Mac 隐私

大家早上好&#xff0c;中午好&#xff0c;下午好&#xff0c;晚上好。 在我们使用MacBook上的自带浏览器-Safari&#xff08;或者一些其他浏览器&#xff09;进行网页浏览的时候&#xff0c;往往会留下一些痕迹。如果这些痕迹涉及一些敏感数据信息的话&#xff0c;那么我们肯…

idea 如何使用 JaCoCo 跑覆盖率

背景介绍 什么代码覆盖&#xff1f; 代码覆盖(Code coverage)是软件测试中的一种度量&#xff0c;描述程序中源代码被测试的比例和程度&#xff0c;所得比例称为代码覆盖率。简单来理解&#xff0c;就是单元测试中代码执行量与代码总量之间的比率。 Java常用的单元测试覆盖率…

MatGPT - 访问 OpenAI™ ChatGPT API 的 MATLAB® 应用程序

系列文章目录 前言 MatGPT 是一款 MATLAB 应用程序&#xff0c;可让您轻松访问 OpenAI 的 ChatGPT API。使用该应用程序&#xff0c;您可以加载特定用例的提示列表&#xff0c;并轻松参与对话。如果您是 ChatGPT 和提示工程方面的新手&#xff0c;MatGPT 不失为一个学习的好方…

Hutool--DFA 敏感词工具类

使用hutool的dfa工具类可以很好的帮助我们来实现敏感词过滤的功能&#xff0c;下面从用例入手来逐步地去j简单了解一下dfa工具类。 字典树 DFA算法的核心是建立了以敏感词为基础的许多敏感词树&#xff08;字典树&#xff09;。 它的基本思想是基于状态转移来检索敏感词。 字…

数据结构与算法之美学习笔记:38 | 分治算法:谈一谈大规模计算框架MapReduce中的分治思想

目录 前言如何理解分治算法&#xff1f;分治算法应用举例分析分治思想在海量数据处理中的应用解答开篇内容小结 前言 本节课程思维导图&#xff1a; MapReduce 是 Google 大数据处理的三驾马车之一&#xff0c;另外两个是 GFS&#xff08;hdfs&#xff09; 和 Bigtable(hbase)…

杰发科技AC7840——在Eclipse环境下使用Jlink调试

序 杰发给的代码里面已经做代码相关配置&#xff0c;搭建好eclipse环境即可运行&#xff0c;搭建步骤还是比较简单的。 参考文章 如何使用Eclipse搭配JLink来调试HelloWold应用程序&#xff1f;-电子发烧友网 软件链接 杰发科技Eclipse的sample代码里面的doc文章&#xff…