乐观锁:乐观锁体现的是悲观锁的反面。它是一种积极的思想,它总是认为数据是不会被修改的,所以是不会对数据上锁的。但是乐观锁在更新的时候会去判断数据是否被更新过。乐观锁的实现方案一般有两种(版本号机制和CAS)。乐观锁适用于读多写少的场景,这样可以提高系统的并发量。在Java中 java.util.concurrent.atomic下的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式CAS实现的。
如果程序直接引用物理地址,可能导致内存只能使用一个程序。因为其他程序也运行的话,可能会直接占用前一个程序的物理地址。
多线程访问共享资源的时候,避免不了资源竞争而导致数据错乱的问题,所以我们通常为了解决这一问题,都会在访问共享资源之前加锁。
但生活中也不是没有 BUG 的,比如加锁的电动车在「广西 - 窃·格瓦拉」面前,锁就是形同虚设,只要他愿意,他就可以轻轻松松地把你电动车给「顺走」,不然打工怎么会是他这辈子不可能的事情呢?牛逼之人,必有牛逼之处。
mutex.go文件是Go语言中同步原语之一的mutex(互斥锁)的实现。互斥锁是一种多线程程序中,用于协调对共享资源的访问的机制。实现原理是在进入临界区前先尝试获取锁,若锁已被其他线程持有,则该线程等待锁的释放;若锁未被持有,则该线程获取锁并进入临界区进行操作,操作完毕后释放锁,让其他线程可以获取该锁进入临界区。
Java中的锁是一种多线程编程中的同步机制,用于控制线程对共享资源的访问,防止并发访问时的数据竞争和死锁问题。通过使用锁机制,可以实现数据的同步访问,确保多个线程安全地访问共享资源,从而提高程序的并发性能。
在 C++11 之前,由于 C++ 没有对各平台的线程接口进行封装,所以当涉及到多线程编程时,编写出来的代码都是和平台相关的,因为不同平台提供的线程相关接口是不同的;这就导致代码的可移植性比较差。C++11 一个很重要的改动就是对各平台的线程操作进行了封装,从而有了自己的线程库,同时还在原子操作中还引入了原子类的概念。
前言 所有的内容均来自:http://www.qnx.com/developers/docs/6.4.1/neutrino/getting_started/s1_procs.html 这是一篇很棒的介绍进程和线程的文章,本文属于自己感兴趣翻译过来的文章,有兴趣的读者也可以去拜读一下原文。 进程和线程基础 在我们开始讨论线程,进程,时间片以及各种神奇的“调度机制”之前,先来建立一个类比。 我首先要做的就是说明线程和进程是如何工作的。我能想到的最好的方式(不涉及实时系统的设计)就是把线程和进程想象成一些实际
进程在多数早期多任务操作系统中是执行工作的基本单元。进程是包含程序指令和相关资源的集合,每个进程和其他进程一起参与调度,竞争 CPU 、内存等系统资源。每次进程切换,都存在进程资源的保存和恢复动作,这称为上下文切换。进程的引入可以解决多用户支持的问题,但是多进程系统也在如下方面产生了新的问题:进程频繁切换引起的额外开销可能会严重影响系统性能。
在线程间实现同步是为了确保多个线程按照特定的顺序执⾏,以避免竞态条件(race condition)和其 他并发问题。以下是常⻅的线程间同步⽅式:
因为现代操作系统是多处理器计算的架构,必然更容易遇到多个进程,多个线程访问共享数据的情况,如下图所示:
操作系统(Operating System,简称OS)是计算机系统中的核心软件,它管理计算机硬件资源,提供程序运行的环境,并作为用户与计算机硬件之间的接口。操作系统的主要目标是提高计算效率,简化用户操作,并使计算机系统的使用更加方便和高效。
之前写过java的同学对这个概念应该了如指掌,可重入锁又称为递归锁,是指在同一个线程在外层方法获取锁的时候,在进入该线程的内层方法时会自动获取锁,不会因为之前已经获取过还没释放而阻塞。美团技术团队的一篇关于锁的文章当中针对可重入锁进行了举例:
互斥锁又称互斥型信号量,是一种特殊的二值性信号量,用于实现对共享资源的独占式处理。
在多线程的软件世界里,对共享资源的争抢过程(Data Race)就是并发,而对共享资源数据进行访问保护的最直接办法就是引入锁!。
概念:乐观锁认为一个线程去拿数据的时候不会有其他线程对数据进行更改,所以不会上锁。实现:CAS机制、版本号机制。以Atomic开头的包装类,例如AtomicBoolean,AtomicInteger,AtomicLong。
线程是CPU调度的基本单位,在早期,单核CPU上,一个CPU在某个事件执行一个线程,这就没有多线程的说法,后来单核CPU采取时间片轮转调度,不同的线程分配一定的时间,并在时间结束后切换线程,也就是CPU频繁切换线程,让我们看起来多个任务真的在“同时”进行,其实只是单核在不停切换,到了多核CPU才实现了真正的多线程,异步进行,每个核心都可以处理一个线程
在面试过程中,死锁也是高频的考点,因为如果线上环境真多发生了死锁,那真的出大事了。
从系统的角度看,任务是竞争系统资源的最小运行单元。任务可以使用或等待CPU、使用内存空间等系统资源,并独立于其它任务运行。
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:
乐观锁是一种乐观思想,假定当前环境是读多写少,遇到并发写的概率比较低,读数据时认为别的线程不会正在进行修改(所以没有上锁)。写数据时,判断当前 与期望值是否相同,如果相同则进行更新(更新期间加锁,保证是原子性的)。
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:
Runnable的run方法没有返回值 ; Callable的call方法有返回值 , 需要调用其get方法获取 , 该方法阻塞 ;
MySQL,作为最流行的开源关系数据库管理系统之一,被广泛应用于各种应用程序和网站。
抢到锁的线程先执行,没有抢到锁的线程需要等待,等锁用完后需要释放,然后其他等待的线程再去抢这个锁,那个线程抢到那个线程再执行。
讲自旋锁之前了解互斥锁 一个锁一次只能由一个线程持有,其它线程则无法获得,除非已持有锁的线程释放了该锁。
应用程序中存在多个线程会导致潜在的问题。修改相同资源的两个线程可能会以无意的方式相互干扰。例如,一个线程可能会覆盖另一个线程的更改,或者将该应用程序置于未知且无效的状态。如果幸运的话,损坏的资源可能会导致明显的性能问题或崩溃,这种情况还相对容易追踪和修复。但是,如果你不幸,这种破坏可能会导致微小的错误,直到很晚才会出现,或者错误可能需要对你的基本编码进行重大改革。
举个生活中的例子,假设厕所只有一个坑位了,悲观锁上厕所会第一时间把门反锁上,这样其他人上厕所只能在门外等候,这种状态就是「阻塞」了。
锁机制无处不在,锁机制是实现线程同步的基础,锁机制并不是Java锁独有的,其他各种计算机语言中也有着锁机制相关的实现,数据库中也有锁的相关内容,这篇文章总结的Java锁机制笔记也为大家打包好了,需要的自取即可,希望可以帮助大家从Java入手,深入学习、理解Java中的锁机制,提升Java并发编程能力。
相信需要了解这方面的知识的小伙伴,已经基本对进程间通信和线程间通信有了一定了解。例如,进程间通信的机制之一:共享内存(在这里不做详解):多个进程可同时访问同一块内存。如果不对访问这块内存的临界区进行互斥或者同步,那么进程的运行很可能出现一些不可预知的错误和结果。
ReentrantLock 是 Java 中的可重入锁,它实现了 Lock 接口,与 synchronized 相比,ReentrantLock提供了更强大和灵活的锁机制。
C++自旋锁是一种低层次的同步原语,用于保护共享资源的访问。自旋锁是一种轻量级的锁,适用于短时间的资源锁定。
在 Go 语言的同步库中,sync.Mutex是用来提供互斥锁的基本同步原语。Mutex用于保护共享资源,在多个 goroutine 尝试同时访问相同资源时确保只有一个 goroutine 能够访问该资源,从而避免竞态条件。
高效并发是从 JDK 1.5 到 JDK 1.6 的一个重要改进,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)、锁消除(Lock Elimination)、锁粗化(Lock Coarsening)、轻量级锁(Lightweight Locking)和偏向锁(Biased Locking)等,这些技术都是为了在线程之间高效地共享数据,以及解决竞争问题,从而提交程序的执行效率。
在现代操作系统里,同一时间可能有多个内核执行流在执行,因此内核其实像多进程多线程编程一样也需要一些同步机制来同步各执行单元对共享数据的访问,尤其是在多处理器系统上,更需要一些同步机制来同步不同处理器上的执行单元对共享的数据的访问。在主流的Linux内核中包含了如下这些同步机制包括:
处理机:是计算机中存储程序和数据,并按照程序规定的步骤执行指令的部件。包括中央处理器、主存储器、I/O接口。
在Go中应该很少会有这样的场景,互斥锁从字面上理解,应该不能接收重入,需要重入的场景也不应该考虑互斥锁。个人认为更好的解决方法是从设计的层面避免这种场景的出现。因此,与基于redis的互斥锁不同,这篇文章仅仅是尝试在技术上的实现,在实际应用中应尽可能避免这样的场景出现
在多线程环境中,多个线程可能会同时访问同一个资源,为了避免访问发生冲突,可以根据访问的复杂程度采取不同的措施
不是什么时候都要靠上锁的。从根源出发,我们为什么需要上锁?因为线程在使用资源的过程中可能会出现冲突,对于这种会出现冲突的资源,还是锁住轮着用比较好。
分享一个我自己总结的Java学习的系统知识点以及面试问题,目前已经开源,会一直完善下去,欢迎建议和指导欢迎Star: https://github.com/Snailclimb/Java-Guide
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