一. 什么是自旋
很多 synchronized 里面的代碼只是一些很簡單的代碼,執行時間非常快,此時等待的線程都加鎖可能是一種不太值得的操作,因為線程阻塞涉及到用戶態和內核態切換的問題。既然 synchronized 里面的代碼執行得非常快,不妨讓等待鎖的線程不要被阻塞,而是在 synchronized 的邊界做忙循環,這就是自旋。如果做了多次循環發現還沒有獲得鎖,再阻塞,這樣可能是一種更好的策略。
二. 多線程中 synchronized 鎖升級的原理是什么?
synchronized 鎖升級原理:在鎖對象的對象頭里面有一個 threadid 字段,在第一次訪問的時候 threadid 為空,jvm 讓其持有偏向鎖,并將 threadid 設置為其線程 id,再次進入的時候會先判斷 threadid 是否與其線程 id 一致,如果一致則可以直接使用此對象,如果不一致,則升級偏向鎖為輕量級鎖,通過自旋循環一定次數來獲取鎖,執行一定次數之后,如果還沒有正常獲取到要使用的對象,此時就會把鎖從輕量級升級為重量級鎖,此過程就構成了 synchronized 鎖的升級。
鎖的升級的目的:鎖升級是為了減低了鎖帶來的性能消耗。在 Java 6 之后優化 synchronized 的實現方式,使用了偏向鎖升級為輕量級鎖再升級到重量級鎖的方式,從而減低了鎖帶來的性能消耗。
三. synchronized 和 ReentrantLock 區別是什么?
synchronized 是和 if、else、for、while 一樣的關鍵字,ReentrantLock 是類,這是二者的本質區別。既然 ReentrantLock 是類,那么它就提供了比synchronized 更多更靈活的特性,可以被繼承、可以有方法、可以有各種各樣的類變量。
synchronized 早期的實現比較低效,對比 ReentrantLock,大多數場景性能都相差較大,但是在 Java 6 中對 synchronized 進行了非常多的改進。
1. 相同點:兩者都是可重入鎖
兩者都是可重入鎖。“可重入鎖”概念是:自己可以再次獲取自己的內部鎖。比如一個線程獲得了某個對象的鎖,此時這個對象鎖還沒有釋放,當其再次想要獲取這個對象的鎖的時候還是可以獲取的,如果不可鎖重入的話,就會造成死鎖。同一個線程每次獲取鎖,鎖的計數器都自增1,所以要等到鎖的計數器下降為0時才能釋放鎖。
2. 主要區別如下
●ReentrantLock 使用起來比較靈活,但是必須有釋放鎖的配合動作;
●ReentrantLock 必須手動獲取與釋放鎖,而 synchronized 不需要手動釋放和開啟鎖;
●ReentrantLock 只適用于代碼塊鎖,而 synchronized 可以修飾類、方法、變量等;
●二者的鎖機制其實也是不一樣的。ReentrantLock 底層調用的是 Unsafe 的park 方法加鎖,synchronized 操作的應該是對象頭中 mark word。
Java中每一個對象都可以作為鎖,這是synchronized實現同步的基礎:
●普通同步方法,鎖是當前實例對象
●靜態同步方法,鎖是當前類的class對象
●同步方法塊,鎖是括號里面的對象
四. Concurrency API 中的Lock接口是什么?對比Synchronized同步有什么優勢?
Lock 接口比同步方法和同步塊提供了更具擴展性的鎖操作。他們允許更靈活的結構,可以具有完全不同的性質,并且可以支持多個相關類的條件對象。
Lock的優勢有:
●可以使鎖更公平;
●可以使線程在等待鎖的時候響應中斷;
●可以讓線程嘗試獲取鎖,并在無法獲取鎖的時候立即返回或者等待一段時間;
●可以在不同的范圍,以不同的順序獲取和釋放鎖。
整體上來說 Lock 是 synchronized 的擴展版,Lock 提供了無條件的、可輪詢的(tryLock 方法)、定時的(tryLock 帶參方法)、可中斷的(lockInterruptibly)、可多條件隊列的(newCondition 方法)鎖操作。另外 Lock 的實現類基本都支持非公平鎖(默認)和公平鎖,synchronized 只支持非公平鎖,當然,在大部分情況下,非公平鎖是高效的選擇。
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