1. 为什么会用到ReentrantLock锁?
锁是用来做什么的?
有哪些常见锁?
java语言的ReentrantLock和内置锁synchronized一样,都是为了实现并发编程中的多线程同步执行,保证线程的安全和业务数据的准确性;如果不上锁,线程间是异步执行的,而当多线程访问共同资源的时候,这就有了上锁的必要来保证资源同步执行,实现业务的逻辑运作。
多线程同步的方式中,常见锁有:wait 和 notify, synchronized, reentrantlock等。
2. java中关键字synchronized和ReentrantLock有什么区别,为什么有了前者,还有后者呢?
ReentrantLock是JDK1.6 才有的多线程同步, 在此之前,都用的是synchronized。所以是先有synchronized, 后有ReentrantLock.
synchronized 是重量级锁,会调用操作系统函数里面有很多native方法(java自带的C语言方法)比如: private native void start0(); //调用的就是openjdk中一个c语言文件中的操作系统函数启动线程;换言之,JVM 起一个线程Thread t,等同于在os操作系统中起线程服务且他们是一一对应的关系。那么, 从操作系统来看,线程在挂起或者阻塞的时候,CPU会反复从内核态切换至用户态,导致sync锁变成了重量级意义层面上的锁。
所以JDK1.6之前,线程的同步和阻塞,是借助操作系统来完成, 而Reentrantlock是轻量级锁,只在JVM完成线程的同步,参考java package JUC(java.util.concurrent.locks),一个大神开发了整个线程同步的包,牛的一批!~ 脱离了操作系统内核态权限的访问和状态的切换,线程同步也变得越来越快了!~~~ 后来sync作为java的内置锁,SUN公司也在JDK1.7之后进行了多次改进和优化,现在sync和reentrantlock基本上性能差不多,甚至sync更优秀一丢丢?基本呈齐头并进之势; 比如,哈希数据结构用来保证线程安全的ConcurentHashMap实现高并发性能读写,采用锁分段技术segment,segment彼此之间互不影响。借用的就是synchronized加锁机制。
要知道一点,synchronized是没有源码的,至少我们看到的都是c++实现的,而Reentrantlock源码可见,容易理解
3. ReentrantLock 是不是公平锁?
默认ReentrantLock不是公平锁(非公平锁)
参考源码:
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); //点进去看;
public ReentrantLock() {
sync = new NonfairSync(); //看到了吧,默认:new 一个非公平锁
}
改成true,则可以变成公平锁,参考代码:
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); //点进去看;
public ReentrantLock(boolean fair) { sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();}
(三目运算符,if true, new 公平锁,非true,则new 一个NonFairSync())
Reentrantlock 公平锁源码分析:(参考我写的中文注释吧)
fairSync公平锁加锁过程,入口是acquire(1)请求独占锁; 而acquire()点进去调用的是tryAcquire() ,所以tryAcquire是获取公平锁核心的调用方法。请参考具体代码注释
Reentrantlock 非公平锁源码分析:(参考我写的中文注释吧)
NonfairSync整体思想:用CAS(compareAndSetState)判断线程数量,如果state是0,表示当前没有持有锁的线程,这样就可以设置为exclusiveOwnerThread(current),当前线程独占且持有锁;否则,state非0, 大于0时候,那么重复acquire(1)获取锁
小结:
1. JDK1.6之前, synchronized 机制都是os级别,性能不如java级别Reentrantlock ; 1.6之后,sync也在更新方法和性能,二者持平!~
2. 高并发执行的时候,有时候线程间是串行的有先后顺序,有时候是交替执行可能存在竞争的关系,比如同一时间段内,百万级用户先后在运行访问,(你访问,我也在访问,我还没访问完,可能他也开始了运行访问);可是也会存在另外一个时段内,不存在多线程的情况,比如:凌晨00:00的时候,个位数用户级别在运行或者1个用户访问。当多线程访问共同资源的时候,我们需要上锁,但是此时如果统一使用synchnorized锁,会导致锁的性能表现很差(这是对JDK1.6之前而言)。因为在低数量级用户量面前,我们没有必要在用重量级锁造成资源的浪费。所以1.6 JDK之后,这也是为什么SUN公司对synchronized关键字做了后期的优化和改进的原因。但是因为synchronized的源码是C++而且市面上基本上看不到相关的准确分析。
而Reentrantlock, 从来没有在操作系统层面内核态做任何操作,一直都是在java层面,对线程间获取锁,执行完毕释放锁给其他线程。所以Reentrantlock性能是稳定的状态。
3. Reentrantlock的应用在api表现上面,更为丰富,比如: lock, trylock(2中方法,带参数和不带参数), lockInterruptibly, unlock, condition 等。都是应用层面的表现。
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