互斥锁,自旋锁与自适应自旋锁

线程安全与锁的优化

互斥锁:

从 实现原理上来讲,Mutex属于sleep-waiting类型的锁。例如在一个双核的机器上有两个线程(线程A和线程B),它们分别运行在Core0和 Core1上。假设线程A想要通过pthread_mutex_lock操作去得到一个临界区的锁,而此时这个锁正被线程B所持有,那么线程A就会被阻塞 (blocking),Core0 会在此时进行上下文切换(Context Switch)将线程A置于等待队列中,此时Core0就可以运行其他的任务(例如另一个线程C)而不必进行忙等待。而Spin lock则不然,它属于busy-waiting类型的锁,如果线程A是使用pthread_spin_lock操作去请求锁,那么线程A就会一直在 Core0上进行忙等待并不停的进行锁请求,直到得到这个锁为止。 
适用场景 
(1) 如果是多核处理器,如果预计线程等待锁的时间较长,至少比两次线程上下文切换的时间要长,建议使用互斥量。 
(2) 如果是单核处理器,一般建议不要使用自旋锁。因为,在同一时间只有一个线程是处在运行状态,那如果运行线程发现无法获取锁,只能等待解锁,但因为自身不挂起,所以那个获取到锁的线程没有办法进入运行状态,只能等到运行线程把操作系统分给它的时间片用完,才能有机会被调度。这种情况下使用自旋锁的代价很高。

自旋锁

自旋锁与互斥锁有点类似,只是自旋锁不会引起调用者立即睡眠,如果自旋锁已经被别的执行单元保持,调用者不放弃处理器的执行时间, 进行忙循环(自旋), 看是否该自旋锁的保持者已经释放了锁,”自旋”一词就是因此而得名。(JDK1.6以后默认开启了自旋锁自旋的次数默认是10次

有些不足之处: 
1、自旋锁一直占用CPU,他在未获得锁的情况下,一直运行--自旋,所以占用着CPU,如果不能在很短的时 间内获得锁,这无疑会使CPU效率降低。 
2、在用自旋锁时有可能造成死锁,当递归调用时有可能造成死锁,调用有些其他函数也可能造成死锁,如 copy_to_user()、copy_from_user()、kmalloc()等。 
因此我们要慎重使用自旋锁,自旋锁只有在内核可抢占式或SMP的情况下才真正需要,在单CPU且不可抢占式的内核下,自旋锁的操作为空操作。自旋锁适用于锁使用者保持锁时间比较短的情况下。 
适用场景 
如果是多核处理器,如果预计线程等待锁的时间很短,短到比线程两次上下文切换时间要少的情况下,使用自旋锁是划算的

自适应的自旋锁

JDK1.6中引入了自适应的自旋锁。 自适应意味着自旋的时间不再是固定的, 而是由前一次在同一个锁上的自旋时间以及锁拥有者的状态来决定。如果在同一个锁对象上, 自旋等待刚好成功获得锁, 并且在持有锁的线程在运行中, 那么虚拟机就会认为这次自旋也是很有可能获得锁, 进而它将允许自旋等待相对更长的时间

不足与使用场景与自旋锁相同。

参考博文: http://blog.csdn.net/hsuxu/article/details/9324053 
参考书籍: 《深入理解Java虚拟机》

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时间: 2024-08-07 14:47:15

互斥锁,自旋锁与自适应自旋锁的相关文章

【转载】同步和互斥的POSIX支持(互斥锁,条件变量,自旋锁)

上篇文章也蛮好,线程同步之条件变量与互斥锁的结合: http://www.cnblogs.com/charlesblc/p/6143397.html 现在有这篇文章: http://blog.csdn.net/goodluckwhh/article/details/8564319 POSIX定义了一系列同步对象用于同步和互斥.同步对象是内存中的变量属于进程中的资源,可以按照与访问数据完全相同的方式对其进行访问.默认情况下POSIX定义的这些同步对象具有进程可见性,即同步对象只对定义它的进程可见:

互斥锁、递归锁、读写锁和自旋锁区别

互斥锁 共享资源的使用是互斥的,即一个线程获得资源的使用权后就会将改资源加锁,使用完后会将其解锁,所以在使用过程中有其它线程想要获取该资源的锁,那么它就会被阻塞陷入睡眠状态,直到该资源被解锁才会别唤醒,如果被阻塞的资源不止一个,那么它们都会被唤醒,但是获得资源使用权的是第一个被唤醒的线程,其它线程又陷入沉睡. 递归锁 同一个线程可以多次获得该资源锁,别的线程必须等待该线程释放所有次数的锁才能获得. 读写锁 读写锁拥有读状态加锁.写状态加锁.不加锁三种状态.只有一个线程可以占有写状态的锁,但可以多

虚拟机中的锁优化简介(适应性自旋/锁粗化/锁削除/轻量级锁/偏向锁)

高效并发是JDK 1.6的一个重要主题,HotSpot虚拟机开发团队在这个版本上花费了大量的精力去实现各种锁优化技术,如适应性自旋(Adaptive Spinning).锁削除(Lock Elimination).锁膨胀(Lock Coarsening).轻量级锁(Lightweight Locking).偏向锁(Biased Locking)等,这些技术都是为了在线程之间更高效地共享数据,以及解决竞争问题,从而提高程序的执行效率. 13.3.1 自旋锁与自适应自旋 前面我们讨论互斥同步的时候,

偏向锁,偏向线程id ,自旋锁

理解锁的基础知识 如果想要透彻的理解Java锁的来龙去脉,需要先了解以下基础知识. 基础知识之一:锁的类型 锁从宏观上分类,分为悲观锁与乐观锁. 乐观锁 乐观锁是一种乐观思想,即认为读多写少,遇到并发写的可能性低,每次去拿数据的时候都认为别人不会修改,所以不会上锁,但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据,采取在写时先读出当前版本号,然后加锁操作(比较跟上一次的版本号,如果一样则更新),如果失败则要重复读-比较-写的操作. java中的乐观锁基本都是通过CAS操作实现的,CAS

自旋锁,读写锁和顺序锁的实现原理

常用的同步原语锁,到多核处理器时代锁已经是必不可少的同步方式之一了.无论设计多优秀的多线程数据结构,都避不开有竞争的临界区,此时高效的锁显得至关重要.锁的颗粒度是框架/程序设计者所关注的,当然越细越好(也不尽然),同时不同的锁往往也会体现出完全不同的效率,Linux有posix的pthread_mutex_t,Windows有CreateMutex创造的HANDLE,boost有mutex而且C++11也定义了std::mutex,这些锁在获取不到锁时都会进入睡眠状态(try_lock方法例外)

自旋锁、文件锁、大内核锁

自旋锁(Spin lock) 自旋锁与互斥锁有点类似,只是自旋锁不会引起调用者睡眠,如果自旋锁已经被别的执行单元保持,调用者就一直循环在那里看是 否该自旋锁的保持者已经释放了锁,"自旋"一词就是因此而得名.其作用是为了解决某项资源的互斥使用.因为自旋锁不会引起调用者睡眠,所以自旋锁的效率远 高于互斥锁.虽然它的效率比互斥锁高,但是它也有些不足之处: 1.自旋锁一直占用CPU,他在未获得锁的情况下,一直运行--自旋,所以占用着CPU,如果不能在很短的时 间内获得锁,这无疑会使CPU效率降

zbb20180929 thread 自旋锁、阻塞锁、可重入锁、悲观锁、乐观锁、读写锁、对象锁和类锁

1.自旋锁自旋锁可以使线程在没有取得锁的时候,不被挂起,而转去执行一个空循环,(即所谓的自旋,就是自己执行空循环),若在若干个空循环后,线程如果可以获得锁,则继续执行.若线程依然不能获得锁,才会被挂起.使用自旋锁后,线程被挂起的几率相对减少,线程执行的连贯性相对加强.因此,对于那些锁竞争不是很激烈,锁占用时间很短的并发线程,具有一定的积极意义,但对于锁竞争激烈,单线程锁占用很长时间的并发程序,自旋锁在自旋等待后,往往毅然无法获得对应的锁,不仅仅白白浪费了CPU时间,最终还是免不了被挂起的操作 ,

通俗易懂 悲观锁、乐观锁、可重入锁、自旋锁、偏向锁、轻量/重量级锁、读写锁、各种锁及其Java实现!

网上关于Java中锁的话题可以说资料相当丰富,但相关内容总感觉是一大串术语的罗列,让人云里雾里,读完就忘.本文希望能为Java新人做一篇通俗易懂的整合,旨在消除对各种各样锁的术语的恐惧感,对每种锁的底层实现浅尝辄止,但是在需要时能够知道去查什么. 首先要打消一种想法,就是一个锁只能属于一种分类.其实并不是这样,比如一个锁可以同时是悲观锁.可重入锁.公平锁.可中断锁等等,就像一个人可以是男人.医生.健身爱好者.游戏玩家,这并不矛盾.OK,国际惯例,上干货. 〇.synchronized与Lock

写文章 通俗易懂 悲观锁、乐观锁、可重入锁、自旋锁、偏向锁、轻量/重量级锁、读写锁、各种锁及其Java实现!

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