文章目錄

• 一、線程安全
• 二、鎖機制 ( 類鎖 | 對象鎖 )
• 三、鎖分類 ( 輕量級鎖 | 重量級鎖 )

一、線程安全

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多個線程同時訪問 同一個共享變量 時 , 只要能保證 數據一致性 , 那么該變量是線程安全的 ; 這里的數據是指主內存中的共享變量以及各個線程中的變量副本 , 保證這些變量一致 , 就是線程安全 ;

線程安全 就是保證 線程操作的 原子性 , 可見性 , 有序性 ;

volatile 關鍵字可以保證 可見性 與 有序性 ;

synchronized 關鍵字可以保證 原子性 ;

二、鎖機制 ( 類鎖 | 對象鎖 )

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synchronized 是 Java 提供的一種鎖機制 ;

在普通方法上加鎖 , 相當于對 this 進行加鎖 ; 下面兩個類的 fun 方法的線程鎖是等效的 ;

public class Student {private synchronized void fun() {} } public class Student {private void fun() {synchronized(this){}} }

加鎖的代碼塊 , 在同一個時間 , 只能由 $1$ 個線程訪問 ;

對象鎖 : synchronized() 代碼塊中 , 括號中的參數是 作用范圍 ; synchronized(this) 表示作用范圍只針對當前對象 , 如果 創建了多個對象 , 這幾個對象中的鎖都是 不同的鎖 , 相互之間沒有任何關系 ;

Student s1 = new Student(); Student s2 = new Student();

只有當多個線程 , 訪問同一個對象時 , 鎖才有意義 ;

如 :
線程 A 訪問 s1 對象的 fun 方法 , 線程 B 訪問 s2 對象的 fun 方法 , 兩個方法之間 沒有互斥效果 ;
線程 A 訪問 s1 對象的 fun 方法 , 線程 B 也想訪問 s1 對象的 fun 方法 , 此時必須 等待線程 A 訪問完畢 , 釋放鎖之后 , 才能由線程 B 訪問 s1 ;

類鎖 : 如果加鎖的對象是靜態方法 , 那么相當于在 Student.class 類上進行加鎖 ; Student.class 對象全局只有 $1$ 個 , 調用所有對象的 fun 方法 , 都是互斥的 ;

public class Student {private synchronized static void fun() {} }

等價于

public class Student {private static void fun() {synchronized(Student.class){}} }

三、鎖分類 ( 輕量級鎖 | 重量級鎖 )

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如果線程 A 獲得鎖之后 , 執行線程內容 , 其它線程等待解鎖時有兩種情況 :

• 輕量級鎖 : 又稱為 自旋鎖 , 線程 盲等待 或 自旋等待 , 即 while 循環 , 沒有進入阻塞狀態 , 沒有進入等待隊列中排隊 ; ( 輕量級 )
• 重量級鎖 : 線程進入 等待隊列 , 排隊等待線程 A 執行完畢 ; 在該隊列的線程 , 需要 等待 OS 進行線程調度 , 一旦涉及到操作系統 , 量級就變重 , 效率變低 ; ( 重量級 )

輕量級鎖弊端 : 輕量級鎖 不一定 比重量級鎖 更好 ; 輕量級鎖 等待過程中 , 高速執行循環代碼 , 如果循環的時間很短 , 時間效率上很高 ; 但是一旦執行時間很長 , 比如連續執行十幾秒甚至幾分鐘 , 浪費了大量的 CPU 資源 ;

使用場景 :

• 輕量級鎖 : 輕量級鎖只適合 線程少 , 等待時間短的 應用場景 , 如果線程很多 , 等待時間過長 , 會造成 CPU 大量浪費 ;
• 重量級鎖 : 重量級鎖等待過程中 , 線程處于阻塞狀態 , 效率可能低一些 , 但是不會造成資源浪費 , 如果 線程很多 , 或 等待時間很長 , 適合使用重量級鎖 ;

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【Java 并发编程】线程锁机制 ( 线程安全 | 锁机制 | 类锁 | 对象锁 | 轻量级锁 | 重量级锁 )的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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