什么是自旋?字面意思是 "自我旋转" 。在 Java 中也就是循环的意思,比如 for 循环,while 循环等等。那自旋锁顾名思义就是「线程循环地去获取锁」。
从JDK6版本开始,HotSpot虚拟机开发团队就花费了大量的资源来实现各种的锁优化技术,前面介绍到的轻量级锁(Lightweight Locking)、偏向锁(Biased Locking)就是其中的两种方式,而今天要讲的自旋锁(Adaptive Spinning)也是为了在线程之间更高效地共享数据及解决竞争问题,从而提高程序的执行效率。
Java中的锁是多线程编程中重要的同步机制。在并发环境下,锁的性能和效率对系统的性能和可伸缩性至关重要。Java的锁机制在不同的场景下会采用不同的锁升级策略,从最轻量级的偏向锁到最重量级的重量级锁。本博客将深入探讨Java锁的升级过程,解释每个阶段的原理和适用场景。
我们都知道 synchronized 关键字能实现线程安全,但是你知道这背后的原理是什么吗?今天我们就来讲一讲 synchronized 实现线程同步背后的原因,以及相关的锁优化策略吧。
上一篇介绍了乐观锁和悲观锁,它们的分类依据是线程间是否需要锁住资源,需要锁住就是悲观锁,不需要锁住就是乐观锁。
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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:
Java中的分很多种类,按照场景的不同、特性的不同等分为了很多类,下面就来讲讲Java中锁的概念:
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。
自旋锁(spin lock)是一个典型的对临界资源的互斥手段,自旋锁是基于CAS原语的,所以它是轻量级的同步操作,它的名称来源于它的特性。自旋锁是指当一个线程尝试获取某个锁时,如果该锁已被其他线程占用,就一直循环检测锁是否被释放,而不是进入线程挂起或睡眠状态。由于自旋锁只不进行线程状态的改变(挂起线程),所以当线程竞争不激烈时,它的响应速度极快(因为避免了线程调度的上下文切换)。自旋锁适用于锁保护的临界区很小的情况,线程竞争不激烈的场景下。如果线程之间竞争激烈或者临界区的操作特别耗时,那么线程的自旋操作就会耗费大量的cpu资源,所以这种情况下性能就会下降明显。
自旋锁是并发编程实战里面一个关于锁优化的非常重要的一个概念,通常情况下会配合CAS原语来实现轻量级的同步操作。
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,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。
重量级锁?自旋锁?自适应自旋锁?轻量级锁?偏向锁?悲观锁?乐观锁?执行一个方法咋这么辛苦,到处都是锁。
Java在语言上支持了锁的特性,在很多常用类的实现中也使用了锁,对于Java开发者来说就可以很方便的使用这些锁及常用类。但是,随着锁的频繁使用及错用,随之而来的就是程序执行效率变低、应用变的缓慢。为了提高线程对共享数据访问的效率,HotSpot虚拟机从JDK1.5到JDK1.6做了重大改进,提供了很多锁优化技术,包括自旋锁、自适应自旋锁、锁消除、锁粗化、轻量级锁和偏向锁。
Java提供了很多种锁的接口和实现,通过对各种锁的使用发现理解锁的概念是很重要的。
为了换取性能,JVM在内置锁上做了非常多的优化,膨胀式的锁分配策略就是其一。理解偏向锁、轻量级锁、重量级锁的要解决的基本问题,几种锁的分配和膨胀过程,有助于编写并优化基于锁的并发程序。
来到多线程的第十五篇,对前十四篇感兴趣的请点文末底部的上、下一篇标签。这篇来聊聊 JVM 对 synchronized 做了那些优化?
由于需要限制不同的程序之间的访问能力,防止他们获取别的程序的内存数据,或者获取外围设备的数据,CPU 划分出两个权限等级:用户态和内核态。
记得刚刚开始学习Java的时候,一遇到多线程情况就是synchronized。对于当时的我们来说,synchronized是如此的神奇且强大。我们赋予它一个名字“同步”,也成为我们解决多线程情况的良药,百试不爽。但是,随着学习的深入,我们知道synchronized是一个重量级锁,相对于Lock,它会显得那么笨重,以至于我们认为它不是那么的高效,并慢慢抛弃它。
本文是对 synchronized 关键字使用、底层原理、JDK1.6之后的底层优化以及和ReenTrantLock对比做的总结。如果没有学过 synchronized 关键字使用的话,阅读起来可能比较费力。两篇比较基础的讲解 synchronized 关键字的文章:
记得刚刚开始学习Java的时候,一遇到多线程情况就是synchronized,相对于当时的我们来说synchronized是这么的神奇而又强大,那个时候我们赋予它一个名字“同步”,也成为了我们解决多线程情况的百试不爽的良药。但是,随着我们学习的进行我们知道synchronized是一个重量级锁,相对于Lock,它会显得那么笨重,以至于我们认为它不是那么的高效而慢慢摒弃它。 诚然,随着Javs SE 1.6对synchronized进行的各种优化后,synchronized并不会显得那么重了。下面跟随LZ一起来探索synchronized的实现机制、Java是如何对它进行了优化、锁优化机制、锁的存储结构和升级过程;
记得刚刚开始学习Java的时候,一遇到多线程情况就是synchronized,相对于当时的我们来说synchronized是这么的神奇而又强大,那个时候我们赋予它一个名字“同步”,也成为了我们解决多线程情况的百试不爽的良药。但是,随着我们学习的进行我们知道synchronized是一个重量级锁,相对于Lock,它会显得那么笨重,以至于我们认为它不是那么的高效而慢慢摒弃它。 诚然,随着Javs SE 1.6对synchronized进行的各种优化后,synchronized并不会显得那么重了。下面跟随LZ一起
记得刚刚开始学习Java的时候,一遇到多线程情况就是synchronized,相对于当时的我们来说synchronized是这么的神奇而又强大,那个时候我们赋予它一个名字“同步”,也成为了我们解决多线程情况的百试不爽的良药。但是,随着我们学习的进行我们知道synchronized是一个重量级锁,相对于Lock,它会显得那么笨重,以至于我们认为它不是那么的高效而慢慢摒弃它。 诚然,随着Javs SE 1.6对synchronized进行的各种优化后,synchronized并不会显得那么重了。下面跟随LZ一
这三种锁指的是synchronized锁的状态,Java1.6之前是基于重量级锁,Java1.6之后对synchronized进行了优化,为了减少获取和释放锁带来的性能消耗,引入了偏向锁、轻量级锁以及锁的升级机制。锁升级的路径:无锁→偏向锁→轻量级锁→重量级锁。
java中如何实现可重入的自旋锁 📷 说明 1、是指试图获得锁的线程不会堵塞,而是通过循环获得锁。 2、优点:减少上下文切换的消耗。 缺点:循环消耗CPU。 实例 public class ReentrantSpinLock { private AtomicReference<Thread> owner = new AtomicReference<>(); // 可重入次数 private int count = 0; // 加锁 public voi
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!。
Java 中锁的种类包括偏向锁,自旋锁,轻量级锁,重量级锁。锁的使用方式先提供偏向锁,如果不满足的时候,升级为轻量级锁,再不满足,升级为重量级锁。自旋锁是一个过渡的锁状态,不是一种实际的锁类型。锁只能升级,不能降级。
从JDK1.6开始,JVM对锁进行了各种优化,目的就是为了在线程间更高效的共享数据和解决互斥同步的问题。从锁优化的话题开始,可以引申出很多考点面试题,比如锁优化的技术、各优化技术的细节、CAS实现原理、CAS的ABA问题及如何解决等,持续发散还会引发更多问题,例如逃逸分析等,可以看出技术点都是相关联的,需要不断积累和梳理。
2.1-volatile的应用(wall la tai l 还是 wall lei tai l)
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。
乐观锁和悲观锁并不是一种真实存在的锁,而是一种设计思想,乐观锁和悲观锁对于理解后端多线程和数据库来说至关重要,那么本篇文章就来详细探讨一下这两种锁的概念以及实现方式。
关于线程安全的专有名词有一大堆。你们突然之间问我这个名词是什么意思,那个名词是什么意思我还真不一定能给你准确的回答。这还别说一门语言一堆名词。其实有些名词叫法不同,实际上就是一个意思。
接触过线程安全的同学想必都使用过synchronized这个关键字,在java同步代码快中,synchronized的使用方式无非有两个:
可重入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。 ReentrantLock和synchronized都是可重入锁。可重入锁的一个好处是可一定程度避免死锁。
高效并发是JDK5升级到JDK6后一项重要的改进,HotSpot虚拟机开发团队在这个版本上花费了巨大的资源去实现各种锁优化。比如,自旋锁,自适应自旋锁,锁消除,锁膨胀,轻量级锁,偏向锁等。这些技术都是为了在线程之间更高效的共享数据及解决竞争问题。从而提高程序的运行效率。
锁作为并发共享数据,保证一致性的工具,在JAVA平台有多种实现(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利,但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA下常见的锁名称以及特性,为大家答疑解惑。
何为同步?JVM规范规定JVM基于进入和退出Monitor对象来实现方法同步和代码块同步,但两者的实现细节不一样。代码块同步是使用monitorenter和monitorexit指令实现,而方法同步是使用另外一种方式实现的,细节在JVM规范里并没有详细说明,但是方法的同步同样可以使用这两个指令来实现。monitorenter指令是在编译后插入到同步代码块的开始位置,而monitorexit是插入到方法结束处和异常处, JVM要保证每个monitorenter必须有对应的monitorexit与之配对。任何对
之前做过一个测试,反复执行过多次,发现结果是一样的: 1. 单线程下synchronized效率最高(当时感觉它的效率应该是最差才对); 2. AtomicInteger效率最不稳定,不同并发情况下表现不一样:短时间低并发下,效率比synchronized高,有时甚至比LongAdder还高出一点,但是高并发下,性能还不如synchronized,不同情况下性能表现很不稳定; 3. LongAdder性能稳定,在各种并发情况下表现都不错,整体表现最好,短时间的低并发下比AtomicInteger性能差一点,长时间高并发下性能最高(可以让AtomicInteger下台了);
java中有各种同步机制,尤其是JDK1.5以后引入Lock后,衍生出各种功能不一的锁,比如ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch等等。本文便从浅入深,聊聊这些锁背后的概念和机制。
一切互斥操作的依赖是 自旋锁(spin_lock),互斥量(semaphore)等其他需要队列的实现均需要自选锁保证临界区互斥访问。
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