可重入锁
ReentrantLock类、synchronized关键字,属于悲观锁。
可重入锁,即递归锁。指在同一线程内,外层函数获得锁之后,内层递归函数仍然可以获得该锁。
作用:防止在同一线程中多次获取锁而导致死锁发生。
自旋锁
java.util.concurrent.atomic包下的AtomicReference等原子类的使用
当一个线程在获取锁的时候,如果锁已经被其他线程获取,那么该线程将循环等待,然后不断的判断,锁是否能够被成功获取,直到获得锁才会退出循环。
获取锁的线程一直处于活动状态,但是并没有执行任何有效的任务,使用这种锁会造成busy-waiting。所以需要增加一些退出忙等的方法。
实现:CAS。
缺点:CPU可能长时间极高,不释放线程,不公平造成其他“线程饥饿”问题。CAS操作可能存在ABA的问题,就是说:假如一个值原来是A,变成了B,又变成了A,那么CAS检查时会发现它的值没有发生变化,但是实际上却变化了,如果线程不关心变量中途如何变化,那么这个不是什么问题;如果有些操作会依赖于对象的变化过程,此时的解决思路一般就是使用版本号,在变量前面追加上版本号,每次变量更新的时候把版本号加一,那么A-B-A 就会变成1A - 2B - 3A。
例如:原子引用,以无锁方式访问共享资源
public class AtomicRefTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
AtomicReference<Integer> atomRef = new AtomicReference<>(new Integer(1000));
List<Thread> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
Thread thread = new Thread(new Task(atomRef), "Thread-" + i);
list.add(thread);
thread.start();
}
for (Thread thread : list) {
thread.join();
}
System.out.println(atomRef.get()); // 打印2000
}
}
class Task implements Runnable {
private AtomicReference<Integer> atomRef;
Task(AtomicReference<Integer> atomRef) {
this.atomRef = atomRef;
}
@Override
public void run() {
while (true) { //自旋操作
Integer oldV = atomRef.get();
if (atomRef.compareAndSet(oldV, oldV + 1)) // CAS操作
break;
}
}
}
上述示例,最终打印“2000”。
该示例并没有使用锁,而是使用自旋+CAS的无锁操作保证共享变量的线程安全。1000个线程,每个线程对金额增加1,最终结果为2000,如果线程不安全,最终结果应该会小于2000。
总结:使用CAS的套路:
AtomicReference<Object> atomRef = new AtomicReference<>(new Object());
Object oldCache = atomRef.get();
// 对缓存oldCache做一些操作
Object newCache = someFunctionOfOld(oldCache);
// 如果期间没有其它线程改变了缓存值,则更新
boolean success = atomRef.compareAndSet(oldCache , newCache);