源码分析: Java中锁的源码种类与特性详解
在Java中存在多种锁,包括ReentrantLock、源码Synchronized等,源码它们根据特性与使用场景可划分为多种类型,源码如乐观锁与悲观锁、源码微信网页版源码下载可重入锁与不可重入锁等。源码本文将结合源码深入分析这些锁的源码设计思想与应用场景。
锁存在的源码意义在于保护资源,防止多线程访问同步资源时出现预期之外的源码错误。举例来说,源码当张三操作同一张银行卡进行转账,源码如果银行不锁定账户余额,源码可能会导致两笔转账同时成功,源码违背用户意图。源码因此,在多线程环境下,锁机制是必要的。
乐观锁认为访问资源时不会立即加锁,仿邢台123源码仅在获取失败时重试,通常适用于竞争频率不高的场景。乐观锁可能影响系统性能,故在竞争激烈的场景下不建议使用。Java中的乐观锁实现方式多基于CAS(比较并交换)操作,如AQS的锁、ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore等。CAS类实现不能完全保证线程安全,使用时需注意版本号管理等潜在问题。
悲观锁则始终在访问同步资源前加锁,确保无其他线程干预。ReentrantLock、Synchronized等都是典型的悲观锁实现。
自旋锁与自适应自旋锁是另一种锁机制。自旋锁在获取锁失败时采用循环等待策略,避免阻塞线程。thread.sleep源码自适应自旋锁则根据前一次自旋结果动态调整等待时间,提高效率。
无锁、偏向锁、轻量级锁与重量级锁是Synchronized的锁状态,从无锁到重量级锁,锁的竞争程度与性能逐渐增加。Java对象头包含了Mark Word与Klass Pointer,Mark Word存储对象状态信息,而Klass Pointer指向类元数据。
Monitor是实现线程同步的关键,与底层操作系统的Mutex Lock相互依赖。Synchronized通过Monitor实现,其效率在JDK 6前较低,但JDK 6引入了偏向锁与轻量级锁优化性能。
公平锁与非公平锁决定了锁的分配顺序。公平锁遵循申请顺序,非公平锁则允许插队,dnf北宫源码提高锁获取效率。
可重入锁允许线程在获取锁的同一节点多次获取锁,而不可重入锁不允许。共享锁与独占锁是另一种锁分类,前者允许多个线程共享资源,后者则确保资源的独占性。
本文通过源码分析,详细介绍了Java锁的种类与特性,以及它们在不同场景下的应用。了解这些机制对于多线程编程至关重要。此外,还有多种机制如volatile关键字、原子类以及线程安全的集合类等,需要根据具体场景逐步掌握。
Synchronized原理
synchronized是Java中用于加锁的关键字,它允许为对象和方法,以及代码块加锁。当synchronized用于锁定一个方法或代码块时,4418安卓源码同一时刻最多只有一个线程能够执行这段代码。如果另一个线程试图访问加锁的代码块,它必须等待当前线程执行完该代码块后才能执行。然而,当一个线程访问加锁的对象的代码块时,另一个线程仍可以访问该对象的非加锁代码块。 synchronized有三种主要的应用方式: 修饰实例方法:这会在当前实例上加锁,确保在执行同步代码前获取实例锁。 修饰静态方法:这会在当前类的对象(即Class对象)上加锁,进入同步代码前要获取Class对象的锁。 修饰代码块:这允许指定锁定的对象,对给定对象加锁,确保在进入同步代码块前获取对象的锁。 Java对象头包括两部分:Mark Word 和 Class Metadata Address,用于存储对象的运行时数据,如哈希码、GC分代年龄、锁状态标志等。在位虚拟机中,Mark Word的个Bits中用于存储对象的哈希码、分代年龄、锁标志等信息。 Monitor对象在Java中是一个同步工具,它负责管理对象的锁状态。每个Java对象都关联着一个Monitor,它在对象创建时生成,用于控制线程对对象的访问。Monitor由ObjectMonitor实现,包含两个队列:_WaitSet 和 _EntryList,分别用于保存等待锁的线程列表和持有锁的线程列表。当线程试图获取锁时,会进入 _EntryList;获取锁后,线程进入 _Owner 区域并设置Monitor的owner变量。当线程调用wait()方法时,它会释放Monitor锁,让出机会给其他线程。 Synchronized关键字在字节码层面通过monitorenter和monitorexit指令实现同步代码块和同步方法的加锁与解锁。在方法调用时,JVM会检查方法是否为同步方法,如果是,则线程会先获取Monitor锁,然后执行方法。当方法执行完毕时,无论以何种方式结束,都会释放Monitor锁。Java SE1.6引入了偏向锁、轻量级锁和重量级锁来减少锁操作的开销。偏向锁和轻量级锁是乐观锁,它们在多个线程竞争时才升级为重量级锁,后者依赖于操作系统互斥量实现,开销较大。 自旋锁是一种在获取锁失败时,让线程在当前CPU上进行循环等待的优化策略,以避免线程切换的开销。自适应自旋锁则根据前一次在同一个锁上的自旋情况,调整自旋次数,以提高效率。 锁消除是JVM在逃逸分析的基础上,识别出不存在共享数据竞争的代码块,从而移除不必要的同步锁,以节省资源。 锁的膨胀流程大致为:偏向锁 -> 轻量级锁 -> 重量级锁。偏向锁是为单线程优化的,轻量级锁在多线程竞争不激烈时使用,当竞争加剧时升级为重量级锁。重量级锁使用操作系统互斥量实现,成本较高。自旋锁和自适应自旋锁则是在获取锁失败时,通过在当前CPU上循环等待,减少线程切换的开销。JAVA线程避免死锁的一道题 急!1
首先synchronized的同步线程机制 你就没搞清楚,其后的括号里面添加的应该是加锁对象,如果你是继承的Thread 即 extends Thread 那么可以简写为
synchronized(this) 但是你是实现的Runnable 创建了两个对象那么就加个类锁应该就可以了--synchronized(Transfer。class) 当然了 还得加个延时
下面是我实现的代码 :
package homework;
public class Transfer implements Runnable {
private BankAccount src; // BankAccount see p.
private BankAccount dest;
private double amount;
public Transfer(BankAccount src, BankAccount dest, int amount) {
this.src = src;
this.dest = dest;
this.amount = amount;
}
public void run() {
// Have to obtain locks on both accounts
synchronized(Transfer.class) {
System.out.println("Transferring " + this.amount);
double srcBalance = src.getBalance();
double destBalance = dest.getBalance();
src.setBalance(srcBalance - this.amount);
dest.setBalance(destBalance + this.amount);
System.out.println("first acc1:"+src.getBalance()+" acc2:"+dest.getBalance());
}
}
public static void main(String[] args) {
BankAccount acc1 = new BankAccount();
acc1.setBalance();
BankAccount acc2 = new BankAccount();
acc2.setBalance();
(new Thread(new Transfer(acc1, acc2, ))).start();
(new Thread(new Transfer(acc2, acc1, ))).start();
try {
Thread.sleep();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("acc1:"+acc1.getBalance());
System.out.println("acc2:"+acc2.getBalance());
}
}
锁(synchronized)升级过程(java)
Java中的锁机制以对象为中心,其核心特性是可重入,主要通过对象内存结构中的_mark字段进行状态管理。最初的synchronized实现倾向于使用重量级锁,效率较低,随后引入了锁升级的概念以提高性能。当线程(如Thread_1)试图锁定包含方法的对象时,可能会触发锁升级的过程。 锁升级不涉及降级,过程如下:Thread_1尝试获取偏向锁,若成功则将锁状态设为1。
Thread_2到达时,检查线程id是否匹配。如果不一致,进一步确认Thread_1是否存活,若存活则升级为轻量级锁。
若尝试失败,表明竞争存在,此时将偏向锁升级为轻量级锁,并在Thread_2的栈帧中创建displaced Mark Word,将markword复制到线程内并设置相关标志为。
如果线程自旋次数超过阈值(默认次),为避免CPU空转,轻量级锁升级为重量级锁,将对象监视器指针存储在对象头中。
重量级锁涉及的ObjectMonitor结构包括两个队列(entryList和waitSet)和一个指针(owner),分别代表锁池、等待池和当前锁持者。升级为重量级锁后,会创建ObjectMonitor对象,并在markword中记录相关指针信息。2024-12-23 06:32
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