面试官问我“Java中的锁有哪些?以及区别”,我跪了

在读很多并发文章中,会提及各种各样锁如公平锁,乐观锁等等,这篇文章介绍各种锁的分类。介绍的内容如下:

  • 公平锁/非公平锁
  • 可重入锁
  • 独享锁/共享锁
  • 互斥锁/读写锁
  • 乐观锁/悲观锁
  • 分段锁
  • 偏向锁/轻量级锁/重量级锁
  • 自旋锁 上面是很多锁的名词,这些分类并不是全是指锁的状态,有的指锁的特性,有的指锁的设计,下面总结的内容是对每个锁的名词进行一定的解释。

公平锁/非公平锁

公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁。
非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序,有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。有可能,会造成优先级反转或者饥饿现象。
对于Java ReentrantLock而言,通过构造函数指定该锁是否是公平锁,默认是非公平锁。非公平锁的优点在于吞吐量比公平锁大。
对于Synchronized而言,也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是通过AQS(AbstractQueuedSynchronizer)的来实现线程调度,所以并没有任何办法使其变成公平锁。

可重入锁

可重入锁又名递归锁,是指在同一个线程在外层方法获取锁的时候,在进入内层方法会自动获取锁。说的有点抽象,下面会有一个代码的示例。
对于Java ReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一个可重入锁,其名字是Re entrant Lock重新进入锁。
对于Synchronized而言,也是一个可重入锁。可重入锁的一个好处是可一定程度避免死锁。

synchronized void setA () throws Exception{
    Thread.sleep(1000);
    setB();
}
synchronized void setB () throws Exception{
    Thread.sleep(1000);
}

上面的代码就是一个可重入锁的一个特点,如果不是可重入锁的话,setB可能不会被当前线程执行,可能造成死锁。

独享锁/共享锁

  • 独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。
  • 共享锁是指该锁可被多个线程所持有。
    对于Java ReentrantLock而言,其是独享锁。但是对于Lock的另一个实现类ReadWriteLock,其读锁是共享锁,其写锁是独享锁。
    读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的,读写,写读 ,写写的过程是互斥的。
    独享锁与共享锁也是通过AQS来实现的,通过实现不同的方法,来实现独享或者共享。
    对于Synchronized而言,当然是独享锁。

互斥锁/读写锁

上面讲的独享锁/共享锁就是一种广义的说法,互斥锁/读写锁就是具体的实现。

  • 互斥锁在Java中的具体实现就是ReentrantLock
  • 读写锁在Java中的具体实现就是ReadWriteLock

乐观锁/悲观锁

乐观锁与悲观锁不是指具体的什么类型的锁,而是指看待并发同步的角度。

  • 悲观锁认为对于同一个数据的并发操作,一定是会发生修改的,哪怕没有修改,也会认为修改。因此对于同一个数据的并发操作,悲观锁采取加锁的形式。悲观的认为,不加锁的并发操作一定会出问题。
  • 乐观锁则认为对于同一个数据的并发操作,是不会发生修改的。在更新数据的时候,会采用尝试更新,不断重新的方式更新数据。乐观的认为,不加锁的并发操作是没有事情的。
    从上面的描述我们可以看出,悲观锁适合写操作非常多的场景,乐观锁适合读操作非常多的场景,不加锁会带来大量的性能提升。
    悲观锁在Java中的使用,就是利用各种锁。
    乐观锁在Java中的使用,是无锁编程,常常采用的是CAS算法,典型的例子就是原子类,通过CAS自旋实现原子操作的更新。

分段锁

分段锁其实是一种锁的设计,并不是具体的一种锁,对于ConcurrentHashMap而言,其并发的实现就是通过分段锁的形式来实现高效的并发操作。

我们以ConcurrentHashMap来说一下分段锁的含义以及设计思想,ConcurrentHashMap中的分段锁称为Segment,它即类似于HashMap(JDK7与JDK8中HashMap的实现)的结构,即内部拥有一个Entry数组,数组中的每个元素又是一个链表;同时又是一个ReentrantLock(Segment继承了ReentrantLock)。

当需要put元素的时候,并不是对整个hashmap进行加锁,而是先通过hashcode来知道他要放在那一个分段中,然后对这个分段进行加锁,所以当多线程put的时候,只要不是放在一个分段中,就实现了真正的并行的插入。

但是,在统计size的时候,可就是获取hashmap全局信息的时候,就需要获取所有的分段锁才能统计。

分段锁的设计目的是细化锁的粒度,当操作不需要更新整个数组的时候,就仅仅针对数组中的一项进行加锁操作。

偏向锁/轻量级锁/重量级锁

这三种锁是指锁的状态,并且是针对Synchronized。在Java 5通过引入锁升级的机制来实现高效Synchronized。这三种锁的状态是通过对象监视器在对象头中的字段来表明的。

  • 偏向锁是指一段同步代码一直被一个线程所访问,那么该线程会自动获取锁。降低获取锁的代价。
  • 轻量级锁是指当锁是偏向锁的时候,被另一个线程所访问,偏向锁就会升级为轻量级锁,其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁,不会阻塞,提高性能。
  • 重量级锁是指当锁为轻量级锁的时候,另一个线程虽然是自旋,但自旋不会一直持续下去,当自旋一定次数的时候,还没有获取到锁,就会进入阻塞,该锁膨胀为重量级锁。重量级锁会让其他申请的线程进入阻塞,性能降低。

自旋锁

在Java中,自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞,而是采用循环的方式去尝试获取锁,这样的好处是减少线程上下文切换的消耗,缺点是循环会消耗CPU。
典型的自旋锁实现的例子,可以参考自旋锁的实现

原文地址:https://blog.51cto.com/13919357/2374226

时间: 2024-10-03 00:12:52

面试官问我“Java中的锁有哪些?以及区别”,我跪了的相关文章

面试官问我,使用Dubbo有没有遇到一些坑?我笑了。

前言 17年的时候,因为一时冲动没把持住(当然最近也有粉丝叫我再冲动一把再更新一波),结合面试题写了一个系列的Dubbo源码解析.目前公众号大部分粉丝都是之前的粉丝,这里不过多介绍. 面试官问我,使用Dubbo有没有遇到一些坑?我笑了.根据我的面试经验而言,能在简历上写上原理.源码等关键词的,是非常具备核心竞争力的.上周和一个公众号粉丝交流面试情况如下 面试官问我,使用Dubbo有没有遇到一些坑?我笑了.面试的时候,把源码一波分析,令面试官虎躯一震!在一阵前戏过后,以为接下来无非就是身体的一顿抽

面试官问:如何让其他部门重视数据?该怎么答?

本文转自知乎 作者:接地气的陈老师 ----------------------------------------------------- 有同学问:老师,面试官问了我一个这样的问题:"管销售的领导一直不关心数据,而且人家那个部门也一直业绩排名第一,每年的指标都能达标,要怎样让这个领导重视起来呢?"我该怎么回答???? 答:如果不是面试的话,我建议直接放弃这哥们吧.回顾一下我们讲过的业务部门分类(如下图) 天天做用户画像,有多少同学对企业内部数据分析部门的用户进行过画像?哈哈 业务

面试官问现在工资是多少,该怎么回答?

面试,是一个推销自己的过程,先谈能力,后聊价格,顺序不能乱.如何谈薪资,能够做到对候选人最有利,是一门学问,也需要大量的实践.今天,我介绍两个谈薪资的要点给大家,稍加练习,便足以应对大部分的场面. 这个世界,从来都不是公平和客观的,面试也一样.用人单位对候选人的定价,从不看真实价值,往往只根据候选人当前的薪资来定,并且默认最多只会增幅0-20%(没错,不少公司在某些情况下一分钱都不会涨),而候选人对跳槽涨薪的预期一般是30%起.天然的,在谈判开始前,双方对薪资涨幅的预期,就存在巨大鸿沟,如何跨越

【JAVA秒会技术之秒杀面试官】秒杀Java面试官——集合篇(一)

[JAVA秒会技术之秒杀面试官]秒杀Java面试官--集合篇(一) [JAVA秒会技术之秒杀面试官]JavaEE常见面试题(三) http://blog.csdn.net/qq296398300/article/category/6876287

java 中的锁 -- 偏向锁、轻量级锁、重量级锁

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

JAVA中的锁机制

Java中的锁 锁像synchronized同步块一样,是一种线程同步机制,但比Java中的synchronized同步块更复杂.因为锁(以及其它更高级的线程同步机制)是由synchronized同步块的方式实现的,所以我们还不能完全摆脱synchronized关键字(译者注:这说的是Java 5之前的情况). 自Java 5开始,java.util.concurrent.locks包中包含了一些锁的实现,因此你不用去实现自己的锁了.但是你仍然需要去了解怎样使用这些锁,且了解这些实现背后的理论也

Java中的锁(转)

Java中的锁 锁像synchronized同步块一样,是一种线程同步机制,但比Java中的synchronized同步块更复杂.因为锁(以及其它更高级的线程同步机制)是由synchronized同步块的方式实现的,所以我们还不能完全摆脱synchronized关键字(译者注:这说的是Java 5之前的情况). 自Java 5开始,java.util.concurrent.locks包中包含了一些锁的实现,因此你不用去实现自己的锁了.但是你仍然需要去了解怎样使用这些锁,且了解这些实现背后的理论也

JAVA中关于锁机制

本文转自 http://blog.csdn.net/yangzhijun_cau/article/details/6432216 一段synchronized的代码被一个线程执行之前,他要先拿到执行这段代码的权限,在java里边就是拿到某个同步对象的锁(一个对象只有一把锁): 如果这个时候同步对象的锁被其他线程拿走了,他(这个线程)就只能等了(线程阻塞在锁池等待队列中). 取到锁后,他就开始执行同步代码(被synchronized修饰的代码):线程执行完同步代码后马上就把锁还给同步对象,其他在锁

Java并发编程:Java中的锁和线程同步机制

锁的基础知识 锁的类型 锁从宏观上分类,只分为两种: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是一种更新的原子操作,比较当前值跟传入值是否一样,一样则更新,否则失败. 悲观