一. 請談談 volatile 有什么特點,為什么它能保證變量對所有線程的可見性?
volatile只能作用于變量,保證了操作可見性和有序性,不保證原子性。
在Java的內存模型中分為主內存和工作內存,Java內存模型規定所有的變量存儲在主內存中,每條線程都有自己的工作內存。
主內存和工作內存之間的交互分為8個原子操作:
●lock
●unlock
●read
●load
●assign
●use
●store
●write
●volatile修飾的變量,只有對volatile進行assign操作,才可以load,只有load才可以use,,這樣就保證了在工作內存操作volatile變量,都會同步到主內存中。
二. 為什么說 Synchronized 是一個悲觀鎖?樂觀鎖的實現原理又是什么?什么是 CAS,它有什么特性?
Synchronized的并發策略是悲觀的,不管是否產生競爭,任何數據的操作都必須加鎖。
樂觀鎖的核心是CAS,CAS包括內存值、預期值、新值,只有當內存值等于預期值時,才會將內存值修改為新值。
三. 樂觀鎖一定就是好的嗎?
樂觀鎖認為對一個對象的操作不會引發沖突,所以每次操作都不進行加鎖,只是在最后提交更改時驗證是否發生沖突,如果沖突則再試一遍,直至成功為止,這個嘗試的過程稱為自旋。
樂觀鎖沒有加鎖,但樂觀鎖引入了ABA問題,此時一般采用版本號進行控制;
也可能產生自旋次數過多問題,此時并不能提高效率,反而不如直接加鎖的效率高;
只能保證一個對象的原子性,可以封裝成對象,再進行CAS操作。
四. 盡可能詳盡地對比Synchronized和ReentrantLock 的異同
1. 相似點
它們都是阻塞式的同步,也就是說一個線程獲得了對象鎖,進入代碼塊,其它訪問該同步塊的線程都必須阻塞在同步代碼塊外面等待,而進行線程阻塞和喚醒的代碼是比較高的。
2. 功能區別
Synchronized是java語言的關鍵字,是原生語法層面的互斥,需要JVM實現;ReentrantLock 是JDK1.5之后提供的API層面的互斥鎖,需要lock和unlock()方法配合try/finally代碼塊來完成。
Synchronized使用較ReentrantLock 便利一些;
鎖的細粒度和靈活性:ReentrantLock強于Synchronized;
3. 性能區別
Synchronized引入偏向鎖,自旋鎖之后,兩者的性能差不多,在這種情況下,官方建議使用Synchronized。
3.1 Synchronized
Synchronized會在同步塊的前后分別形成monitorenter和monitorexit兩個字節碼指令。
在執行monitorenter指令時,首先要嘗試獲取對象鎖。如果這個對象沒被鎖定,或者當前線程已經擁有了那個對象鎖,把鎖的計數器+1,相應的執行monitorexit時,計數器-1,當計數器為0時,鎖就會被釋放。如果獲取鎖失敗,當前線程就要阻塞,知道對象鎖被另一個線程釋放為止。
3.2 ReentrantLock
ReentrantLock是java.util.concurrent包下提供的一套互斥鎖,相比Synchronized,ReentrantLock類提供了一些高級功能,主要有如下三項:
●等待可中斷,持有鎖的線程長期不釋放的時候,正在等待的線程可以選擇放棄等待,這相當于Synchronized避免出現死鎖的情況。通過lock.lockInterruptibly()來實現這一機制;
●公平鎖,多個線程等待同一個鎖時,必須按照申請鎖的時間順序獲得鎖,Synchronized鎖是非公平鎖;ReentrantLock默認也是非公平鎖,可以通過參數true設為公平鎖,但公平鎖表現的性能不是很好;
●鎖綁定多個條件,一個ReentrantLock對象可以同時綁定多個對象。ReentrantLock提供了一個Condition(條件)類,用來實現分組喚醒需要喚醒的線程們,而不是像Synchronized要么隨機喚醒一個線程,要么喚醒全部線程。
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