锁总结

作者: msrpp | 来源:发表于2018-12-24 21:29 被阅读11次

对AQS的一些理解

独占锁

只有一个线程可以同时独占锁。下面详述一些细节,以ReentrantLock为例

独占的可行性分析,state为0代表这个时候锁没有被任何线程占有,如果cas操作成功将state的值改变,则成功获取到锁,调用setExclusiveOwnerThread将独占线程标记为当前线程。其他线程遇到state不为0时进入队列中排队。

并发的考虑

由于只有拥有锁的线程可以修改state值,所以如果一个线程已经占有了锁,而且此时state非0。则操作state无需cas。

可重入设计

如果一个线程占有了一把锁,那么再次lock,可以将state+1。

公平和非公平

非公平锁不讲究先来后到,只要持有锁的线程调用了release释放锁,而且state计数恢复到0,后续所有调用lock尝试获取锁的线程及被唤醒队列中的头节点都有机会先获取到锁,只要cas成功。

公平锁则不然,如果此时锁是空闲的,尝试占有的线程还需要判断一下队列中是否有线程在等待。注意不管公平与否,队列中的线程获取锁时总是FIFO的

中断

如果lock线程在挂起过程中被中断了,中断线程不会响应,在获取到锁以后自我中断。

信号量和互斥量

信号量内部有一个整形变量,同时提供PV操作,P(wait)如果计数大于0则计数减1立即返回,否则将阻塞; V(signal) 计数加1,立即返回。
如果信号量的技术只有0,1两种取值。可以被认为是一个互斥量。

可重入锁

如果一个线程拥有了一把锁,那么在这个线程中再次调用lock方法,不会阻塞的锁是可重入锁,我们常见的ReentrantLock,synchronized都是可重入的;

公平锁

如果若干线程同时去获取一把互斥锁,他们能依次按照排队顺序获取到锁,则这是一个公平锁。

读写锁

读写锁,适合读多写少的场景。他具有独占锁和共享锁的双重特性,写时是独占锁,此时只有获取到写锁的线程可以获取到读锁,其他尝试读写的线程均被阻塞;如果读锁尝试获取锁时没有线程获取到写锁,则成功获取读锁, 此时尝试获取写锁的线程均被阻塞。 以jdk中ReadWriteLock为例,读锁和写锁共享一个同步器。同步器中的state是int类型的占4个字节。高16位用于读锁,低16位用于写锁。两半的值即是其重入(读锁时是所有线程同时获取到读锁的重入总和)的数量。

自旋锁

白话点就是不停去尝试获取锁,直到获取到。jdk中常见的做法就是for循环配合cas操作。

偏向锁,轻量级锁,重量级锁

这个主要是用于描述synchronized的状态。

条件变量

用的比较多的是ReetreenLock的条件变量。

AQS

AQS的使用很广泛,ReentrantLock,Semaphore,CountDownLatch,等并发相关的类都用到了AQS。AQS内部提供了两种

AQS内部有两个指针指向队列的头和尾,head,

Exchanger

Exchanger 支持了两个线程互换数据。

悲观锁和乐观锁

CountDownLatch

CountDownLatch有一个初始值,调用setState将state置为这个值。调用await()的线程,判断state是否是0,如果是,直接返回,如果不是,那么需要塞入队列中挂起当前线程。当有线程调用CountDownLatch的countDown方法时,用cas的方式将state-1,直到state为0时,唤醒队尾的线程。再由队尾的线程去唤醒其前一个线程...。

CyclicBarrier

CyclicBarrier没有用到AQS,CyclicBarrier内部是利用RetreenLock来控制数量的并发写。用ReentrantLock的Condition来控制计数为0时唤醒等待的线程。

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