java.util.concurrent.locks.ReentrantLock
ReenTrantLock独有的能力:
1. ReenTrantLock可以指定是公平锁还是非公平锁。而synchronized只能是非公平锁。所谓的公平锁就是先等待的线程先获得锁。
2. ReenTrantLock提供了一个Condition(条件)类,用来实现分组唤醒需要唤醒的线程们,而不是像synchronized要么随机唤醒一个线程要么唤醒全部线程。
3. ReenTrantLock提供了一种能够中断等待锁的线程的机制,通过lock.lockInterruptibly()来实现这个机制。
非重入锁
当A方法获取锁去锁住一段需要做原子性操作的B方法时,如果这段B方法又需要锁去做原子性操作,那么A方法就必定要与B方法出现死锁。这种会出现问题的重入一把锁的情况,叫不可重入锁。
lock的过程:
首先尝试获取资源,如果当前状态为0,表示没有线程占有锁,设置该线程为独占模式,使用CAS设置状态,否则如果当前线程和独占线程是一个线程,修改状态值,否则返回false。
若获取资源失败,则通过addWaiter <-(aqs)方法创建一个节点并放在CLH队列的尾部。head tail未初始化会创建虚拟节点同时指向
为什么 AQS 需要一个虚拟 head 节点
每个节点都需要设置前置Node 的 waitStatus 状态(这个状态为是为了保证数据一致性),防止重复释放操作。而第一个节点是没有前置节点的,所以需要创建一个虚拟节点。
逐步去执行CLH队列中的线程,当前线程会公平性的阻塞一直到获取锁为止,返回线程在等待的过程中还是否中断过。
unlock的过程
一次unlock操作需要修改状态位,然后唤醒节点。整个释放操作也是使用unpark()来唤醒队列最前面的节点。其实lock中比较重要的也就是lock和release,它们又和AQS联系紧密,下面会单独谈谈AQS的重要方法。
Condition的await和signal
wait和notify/notify VS await和signal
Condition能够支持不响应中断,而通过使用Object方式不支持;
Condition能够支持多个等待队列(new 多个Condition对象),而Object方式只能支持一个;
Condition能够支持超时时间的设置,而Object不支持
对标Object的wait方法
void await() throws InterruptedException:当前线程进入等待状态,如果其他线程调用condition的signal或者signalAll方法并且当前线程获取Lock从await方法返回,如果在等待状态中被中断会抛出被中断异常;
long awaitNanos(long nanosTimeout):当前线程进入等待状态直到被通知,中断或者超时;
boolean await(long time, TimeUnit unit)throws InterruptedException:同第二种,支持自定义时间单位
boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException:当前线程进入等待状态直到被通知,中断或者到了某个时间
对标Object的notify/notifyAll方法
void signal():唤醒一个等待在condition上的线程,将该线程从等待队列中转移到同步队列中,如果在同步队列中能够竞争到Lock则可以从等待方法中返回。
void signalAll():与1的区别在于能够唤醒所有等待在condition上的线程
如图所示,ConditionObject是AQS的内部类,因此每个ConditionObject能够访问到AQS提供的方法,相当于每个Condition都拥有所属同步器的引用。
调用condition.await方法的线程必须是已经获得了lock,也就是当前线程是同步队列中的头结点。调用该方法后会使得当前线程所封装的Node尾插入到等待队列中。
如图,线程awaitThread先通过lock.lock()方法获取锁成功后调用了condition.await方法进入等待队列,而另一个线程signalThread通过lock.lock()方法获取锁成功后调用了condition.signal或者signalAll方法,使得线程awaitThread能够有机会移入到同步队列中,当其他线程释放lock后使得线程awaitThread能够有机会获取lock,从而使得线程awaitThread能够从await方法中退出执行后续操作。如果awaitThread获取lock失败会直接进入到同步队列。
// 线程已被取消
static final int CANCELLED = 1
// 当前线程的后继线程需要被unpark(唤醒)
// 一般发生情况是:当前线程的后继线程处于阻塞状态,而当前线程被release或cancel掉,因此需要唤醒当前线程的后继线程。
static final int SIGNAL = -1
// 在Condition休眠状态,在等待Condition唤醒
static final int CONDITION = -2
// (共享锁)其它线程获取到“共享锁”,对应的waitStatus的值
static final int PROPAGATE = -3
volatile int waitStatus
---------------------
/**
* 这个方法也就是lock()方法的关键方法。tryAcquire获得资源,返回true,直接结束。若未获取资源,新建一个节点插入队尾,
*addWaiter用于添加节点,也就是把当前线程对应的节点插入CLH队列的尾部。
* @param arg the acquire argument. This value is conveyed to
* {@link #tryAcquire} but is otherwise uninterpreted and
* can represent anything you like.
*/
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&//获取资源立刻结束
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))//没有被中断过,也结束
selfInterrupt()
}
---------------------
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread()
int c = getState()
if (c == 0) {
if (!hasQueuedPredecessors() &&
compareAndSetState(0, acquires)) {
setExclusiveOwnerThread(current)
return true
}
}
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { //判断是否持有锁的是自己,重入
int nextc = c + acquires
if (nextc <0)
throw new Error("Maximum lock count exceeded")
setState(nextc)
return true
}
return false
}
---------------------
* 非公平锁
*/
static final class NonfairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L
/**
* Performs lock. Try immediate barge, backing up to normal
* acquire on failure.
*/
final void lock() {
if (compareAndSetState(0, 1))//CAS设置当前为0 的时候上锁
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread())
else
acquire(1)//否则尝试获得锁。
}
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
return nonfairTryAcquire(acquires)
}
}
/**
* 公平锁
*/
static final class FairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = -3000897897090466540L
final void lock() {
acquire(1)
}
/**
*
*/
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread()
int c = getState()
if (c == 0) {
if (!hasQueuedPredecessors() &&
compareAndSetState(0, acquires)) {//没有前驱节点并且CAS设置成功
setExclusiveOwnerThread(current)//设置当前线程为独占线程
return true
}
}
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {//这里和非公平锁类似
int nextc = c + acquires
if (nextc <0)
throw new Error("Maximum lock count exceeded")
setState(nextc)
return true
}
return false
}
}
1.java并发编程是什么1, 保证线程安全的三种方法: a, 不要跨线程访问共享变量b, 使共享变量是final类型的c, 将共享变量的操作加上同步 2, 一开始就将类设计成线程安全的, 比在后期重新修复它,更容易。
3, 编写多线程程序, 首先保证它是正确的, 其次再考虑性能。 4, 无状态或只读对象永远是线程安全的。
5, 不要将一个共享变量 *** 在多线程环境下(无同步或不可变性保护) 6, 多线程环境下的延迟加载需要同步的保护, 因为延迟加载会造成对象重复实例化 7, 对于volatile声明的数值类型变量进行运算, 往往是不安全的(volatile只能保证可见性,不能保证原子性)。 详见volatile原理与技巧中, 脏数据问题讨论。
8, 当一个线程请求获得它自己占有的锁时(同一把锁的嵌套使用), 我们称该锁为可重入锁。在jdk1。
5并发包中, 提供了可重入锁的java实现-ReentrantLock。 9, 每个共享变量,都应该由一个唯一确定的锁保护。
创建与变量相同数目的ReentrantLock, 使他们负责每个变量的线程安全。 10,虽然缩小同步块的范围, 可以提升系统性能。
但在保证原子性的情况下, 不可将原子操作分解成多个synchronized块。 11, 在没有同步的情况下, 编译器与处理器运行时的指令执行顺序可能完全出乎意料。
原因是, 编译器或处理器为了优化自身执行效率, 而对指令进行了的重排序(reordering)。 12, 当一个线程在没有同步的情况下读取变量, 它可能会得到一个过期值, 但是至少它可以看到那个线程在当时设定的一个真实数值。
而不是凭空而来的值。 这种安全保证, 称之为最低限的安全性(out-of-thin-air safety) 在开发并发应用程序时, 有时为了大幅度提高系统的吞吐量与性能, 会采用这种无保障的做法。
但是针对, 数值的运算, 仍旧是被否决的。 13, volatile变量,只能保证可见性, 无法保证原子性。
14, 某些耗时较长的网络操作或IO, 确保执行时, 不要占有锁。 15, 发布(publish)对象, 指的是使它能够被当前范围之外的代码所使用。
(引用传递)对象逸出(escape), 指的是一个对象在尚未准备好时将它发布。 原则: 为防止逸出, 对象必须要被完全构造完后, 才可以被发布(最好的解决方式是采用同步) this关键字引用对象逸出 例子: 在构造函数中, 开启线程, 并将自身对象this传入线程, 造成引用传递。
而此时, 构造函数尚未执行完, 就会发生对象逸出了。 16, 必要时, 使用ThreadLocal变量确保线程封闭性(封闭线程往往是比较安全的, 但一定程度上会造成性能损耗)封闭对象的例子在实际使用过程中, 比较常见, 例如 hibernate openSessionInView机制, jdbc的connection机制。
17, 单一不可变对象往往是线程安全的(复杂不可变对象需要保证其内部成员变量也是不可变的)良好的多线程编程习惯是: 将所有的域都声明为final, 除非它们是可变的。
2.Java线程并发协作是什么
线程发生死锁可能性很小,即使看似可能发生死锁的代码,在运行时发生死锁的可能性也是小之又小。
发生死锁的原因一般是两个对象的锁相互等待造成的。 在《Java线程:线程的同步与锁》一文中,简述死锁的概念与简单例子,但是所给的例子是不完整的,这里给出一个完整的例子。
/** * Java线程:并发协作-死锁 * * @author Administrator 2009-11-4 22:06:13 */ public class Test { public static void main(String[] args) { DeadlockRisk dead = new DeadlockRisk()MyThread t1 = new MyThread(dead, 1, 2)MyThread t2 = new MyThread(dead, 3, 4)MyThread t3 = new MyThread(dead, 5, 6)MyThread t4 = new MyThread(dead, 7, 8)t1。 start()t2。
start()t3。start()t4。
start()} } class MyThread extends Thread { private DeadlockRisk deadprivate int a, bMyThread(DeadlockRisk dead, int a, int b) { this。 dead = deadthis。
a = athis。b = b} @Override public void run() { dead。
read()dead。write(a, b)} } class DeadlockRisk { private static class Resource { public int value}。
3.如何学习Java高并发
1.学习 *** 并发框架的使用,如ConcurrentHashMAP,CopyOnWriteArrayList/Set等2.几种并发锁的使用以及线程同步与互斥,如ReentainLock,synchronized,Lock,CountDownLatch,Semaphore等3.线程池如Executors,ThreadPoolExecutor等4.Runable,Callable,RescureTask,Future,FutureTask等5.Fork-Join框架以上基本包含完了,如有缺漏请原谅。
4.并发编程的Java抽象有哪些呢
一、机器和OS级别抽象 (1)冯诺伊曼模型 经典的顺序化计算模型,貌似可以保证顺序化一致性,但是没有哪个现代的多处理架构会提供顺序一致性,冯氏模型只是现代多处理器行为的模糊近似。
这个计算模型,指令或者命令列表改变内存变量直接契合命令编程泛型,它以显式的算法为中心,这和声明式编程泛型有区别。 就并发编程来说,会显著的引入时间概念和状态依赖 所以所谓的函数式编程可以解决其中的部分问题。
(2)进程和线程 进程抽象运行的程序,是操作系统资源分配的基本单位,是资源cpu,内存,IO的综合抽象。 线程是进程控制流的多重分支,它存在于进程里,是操作系统调度的基本单位,线程之间同步或者异步执行,共享进程的内存地址空间。
(3)并发与并行 并发,英文单词是concurrent,是指逻辑上同时发生,有人做过比喻,要完成吃完三个馒头的任务,一个人可以这个馒头咬一口,那个馒头咬一口,这样交替进行,最后吃完三个馒头,这就是并发,因为在三个馒头上同时发生了吃的行为,如果只是吃完一个接着吃另一个,这就不是并发了,是排队,三个馒头如果分给三个人吃,这样的任务完成形式叫并行,英文单词是parallel。 回到计算机概念,并发应该是单CPU时代或者单核时代的说法,这个时候CPU要同时完成多任务,只能用时间片轮转,在逻辑上同时发生,但在物理上是串行的。
现在大多数计算机都是多核或者多CPU,那么现在的多任务执行方式就是物理上并行的。 为了从物理上支持并发编程,CPU提供了相应的特殊指令,比如原子化的读改写,比较并交换。
(4)平台内存模型 在可共享内存的多处理器体系结构中,每个处理器都有它自己的缓存,并且周期性的与主存同步,为什么呢?因为处理器通过降低一致性来换取性能,这和CAP原理通过降低一致性来获取伸缩性有点类似,所以大量的数据在CPU的寄存器中被计算,另外CPU和编译器为了性能还会乱序执行,但是CPU会提供存储关卡指令来保证存储的同步,各种平台的内存模型或者同步指令可能不同,所以这里必须介入对内存模型的抽象,JMM就是其中之一。 二、编程模型抽象 (1)基于线程模型 (2)基于Actor模型 (3)基于STM软件事务内存 …… Java体系是一个基于线程模型的本质编程平台,所以我们主要讨论线程模型。
三、并发单元抽象 大多数并发应用程序都是围绕执行任务进行管理的,任务是抽象,离散的工作单元,所以编写并发程序,首要工作就是提取和分解并行任务。 一旦任务被抽象出来,他们就可以交给并发编程平台去执行,同时在任务抽象还有另一个重要抽象,那就是生命周期,一个任务的开始,结束,返回结果,都是生命周期中重要的阶段。
那么编程平台必须提供有效安全的管理任务生命周期的API。 四、线程模型 线程模型是Java的本质模型,它无所不在,所以Java开发必须搞清楚底层线程调度细节,不搞清楚当然就会有struts1,struts2的原理搞不清楚的基本灾难(比如在struts2的action中塞入状态,把struts2的action配成单例)。
用线程来抽象并发编程,是比较低级别的抽象,所以难度就大一些,难度级别会根据我们的任务特点有以下几个类别 (1)任务非常独立,不共享,这是最理想的情况,编程压力为0。 (2)共享数据,压力开始增大,必须引入锁,Volatile变量,问题有活跃度和性能危险。
(3)状态依赖,压力再度增大,这时候我们基本上都是求助jdk 提供的同步工具。 五、任务执行 任务是一个抽象体,如果被抽象了出来,下一步就是交给编程平台去执行,在Java中,描述任务的一个基本接口是Runnable,可是这个抽象太有限了,它不能返回值和抛受检查异常,所以Jdk5。
0有另外一个高级抽象Callable。 任务的执行在Jdk中也是一个底级别的Thread,线程有好处,但是大量线程就有大大的坏处,所以如果任务量很多我们并不能就创建大量的线程去服务这些任务,那么Jdk5。
0在任务执行上做了抽象,将任务和任务执行隔离在接口背后,这样我们就可以引入比如线程池的技术来优化执行,优化线程的创建。 任务是有生命周期的,所以Jdk5。
0提供了Future这个对象来描述对象的生命周期,通过这个future可以取到任务的结果甚至取消任务。 六、锁 当然任务之间共享了数据,那么要保证数据的安全,必须提供一个锁机制来协调状态,锁让数据访问原子,但是引入了串行化,降低了并发度,锁是降低程序伸缩性的原罪,锁是引入上下文切换的主要原罪,锁是引入死锁,活锁,优先级倒置的绝对原罪,但是又不能没有锁,在Java中,锁是一个对象,锁提供原子和内存可见性,Volatile变量提供内存可见性不提供原子,原子变量提供可见性和原子,通过原子变量可以构建无锁算法和无锁数据结构,但是这需要高高手才可以办到。
5.Java高并发入门要怎么学习
1、如果不使用框架,纯原生Java编写,是需要了解Java并发编程的,主要就是学习Doug Lea开发的那个java.util.concurrent包下面的API2、如果使用框架,那么我的理解,在代码层面确实不会需要太多的去关注并发问题,反而是由于高并发会给系统造成很大压力,要在缓存、数据库操作上要多加考虑。
3、但是即使是使用框架,在工作中还是会用到多线程,就拿常见的CRUD接口来说,比如一个非常耗时的save接口,有多耗时呢?我们假设整个save执行完要10分钟,所以,在save的时候,就需要采用异步的方式,也就是单独用一个线程去save,然后直接给前端返回200。
6.Java如何进行并发多连接socket编程呢
Java多个客户端同时连接服务端,在现实生活中用得比较多。
同时执行多项任务,第一想到的当然是多线程了。下面用多线程来实现并发多连接。
import java。。
*import java。io。
*public class ThreadServer extends Thread { private Socket clientpublic ThreadServer(Socket c) { this。 client=c} public void run() { try { BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(client。
getInputStream()))PrintWriter out=new PrintWriter(client。 getOutputStream())Mutil User but can't parallel while (true) { String str=in。
readLine()System。out。
println(str)out。 println("has receive。
")out。
flush()if (str。equals("end")) break} client。
close()} catch (IOException ex) { } finally { } } public static void main(String[] args)throws IOException { ServerSocket server=new ServerSocket(8000)while (true) { transfer location change Single User or Multi User ThreadServer mu=new ThreadServer(server。 accept())mu。
start()} } }J。
7.如何掌握java多线程,高并发,大数据方面的技能
线程:同一类线程共享代码和数据空间,每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC),线程切换开销小。
(线程是cpu调度的最小单位)线程和进程一样分为五个阶段:创建、就绪、运行、阻塞、终止。多进程是指操作系统能同时运行多个任务(程序)。
多线程是指在同一程序中有多个顺序流在执行。在java中要想实现多线程,有两种手段,一种是继续Thread类,另外一种是实现Runable接口.(其实准确来讲,应该有三种,还有一种是实现Callable接口,并与Future、线程池结合使用。
8.java工程师需要掌握哪些知识
1.Core Java,就是Java基础、JDK的类库,很多童鞋都会说,JDK我懂,但是懂还不足够,知其然还要知其所以然,JDK的源代码写的非常好,要经常查看,对使用频繁的类,比如String, *** 类(List,Map,Set)等数据结构要知道它们的实现,不同的 *** 类有什么区别,然后才能知道在一个具体的场合下使用哪个 *** 类更适合、更高效,这些内容直接看源代码就OK了2.多线程并发编程,现在并发几乎是写服务端程序必须的技术,那对Java中的多线程就要有足够的熟悉,包括对象锁机制、synchronized关键字,concurrent包都要非常熟悉,这部分推荐你看看《Java并发编程实践》这本书,讲解的很详细3.I/O,Socket编程,首先要熟悉Java中Socket编程,以及I/O包,再深入下去就是Java NIO,再深入下去是操作系统底层的Socket实现,了解Windows和Linux中是怎么实现socket的4.JVM的一些知识,不需要熟悉,但是需要了解,这是Java的本质,可以说是Java的母体, 了解之后眼界会更宽阔,比如Java内存模型(会对理解Java锁、多线程有帮助)、字节码、JVM的模型、各种垃圾收集器以及选择、JVM的执行参数(优化JVM)等等,这些知识在《深入Java虚拟机》这本书中都有详尽的解释,或者去oracle网站上查看具体版本的JVM规范.5.一些常用的设计模式,比如单例、模板方法、代理、适配器等等,以及在Core Java和一些Java框架里的具体场景的实现,这个可能需要慢慢积累,先了解有哪些使用场景,见得多了,自己就自然而然会去用。
6.常用数据库(Oracle、MySQL等)、SQL语句以及一般的优化7.JavaWeb开发的框架,比如Spring、iBatis等框架,同样他们的原理才是最重要的,至少要知道他们的大致原理。8.其他一些有名的用的比较多的开源框架和包,ty网络框架,Apache mon的N多包,Google的Guava等等,也可以经常去Github上找一些代码看看。
暂时想到的就这么多吧,1-4条是Java基础,全部的这些知识没有一定的时间积累是很难搞懂的,但是了解了之后会对Java有个彻底的了解,5和6是需要学习的额外技术,7-8是都是基于1-4条的,正所谓万变不离其宗,前4条就是Java的灵魂所在,希望能对你有所帮助9.(补充)学会使用Git。如果你还在用SVN的话,赶紧投入Git的怀抱吧。
9.java 多线程的并发到底是什么意思
一、多线程1、操作系统有两个容易混淆的概念,进程和线程。
进程:一个计算机程序的运行实例,包含了需要执行的指令;有自己的独立地址空间,包含程序内容和数据;不同进程的地址空间是互相隔离的;进程拥有各种资源和状态信息,包括打开的文件、子进程和信号处理。线程:表示程序的执行流程,是CPU调度执行的基本单位;线程有自己的程序计数器、寄存器、堆栈和帧。
同一进程中的线程共用相同的地址空间,同时共享进进程锁拥有的内存和其他资源。2、Java标准库提供了进程和线程相关的API,进程主要包括表示进程的java.lang.Process类和创建进程的java.lang.ProcessBuilder类;表示线程的是java.lang.Thread类,在虚拟机启动之后,通常只有Java类的main方法这个普通线程运行,运行时可以创建和启动新的线程;还有一类守护线程(damon thread),守护线程在后台运行,提供程序运行时所需的服务。
当虚拟机中运行的所有线程都是守护线程时,虚拟机终止运行。3、线程间的可见性:一个线程对进程 *** 享的数据的修改,是否对另一个线程可见可见性问题:a、CPU采用时间片轮转等不同算法来对线程进行调度[java] view plaincopypublic class IdGenerator{ private int value = 0public int getNext(){ return value++; } } 对于IdGenerator的getNext()方法,在多线程下不能保证返回值是不重复的:各个线程之间相互竞争CPU时间来获取运行机会,CPU切换可能发生在执行间隙。
以上代码getNext()的指令序列:CPU切换可能发生在7条指令之间,多个getNext的指令交织在一起。
远标教育为你解答:可重入锁指的是在一个线程中可以多次获取同一把锁,比如:
一个线程在执行一个带锁的方法,该方法中又调用了另一个需要相同锁的方法,则该线程可以直接执行调用的方法,而无需重新获得锁;