一. 什么是鎖消除和鎖粗化?
1. 鎖消除
所消除就是虛擬機(jī)根據(jù)一個對象是否真正存在同步情況,若不存在同步情況,則對該對象的訪問無需經(jīng)過加鎖解鎖的操作。
比如StringBuffer的append方法,因?yàn)閍ppend方法需要判斷對象是否被占用,而如果代碼不存在鎖競爭,那么這部分的性能消耗是無意義的。于是虛擬機(jī)在即時編譯的時候就會將上面的代碼進(jìn)行優(yōu)化,也就是鎖消除。
從源碼可以看出,append方法用了 synchronized關(guān)鍵字,它是線程安全的。但我們可能僅在線程內(nèi)部把StringBuffer當(dāng)做局部變量使用;StringBuffer僅在方法內(nèi)作用域有效,不存在線程安全的問題,這時我們可以通過編譯器將其優(yōu)化,將鎖消除,前提是Java必須運(yùn)行在server模式,同時必須開啟逃逸分析;
其中+DoEscapeAnalysis表示開啟逃逸分析,+EliminateLocks表示鎖消除。
逃逸分析:比如上面的代碼,它要看sBuf是否可能逃出它的作用域?如果將sBuf作為方法的返回值進(jìn)行返回,那么它在方法外部可能被當(dāng)作一個全局對象使用,就有可能發(fā)生線程安全問題,這時就可以說sBuf這個對象發(fā)生逃逸了,因而不應(yīng)將append操作的鎖消除,但我們上面的代碼沒有發(fā)生鎖逃逸,鎖消除就可以帶來一定的性能提升。
2. 鎖粗化
鎖的請求、同步、釋放都會消耗一定的系統(tǒng)資源,如果高頻的鎖請求反而不利于系統(tǒng)性能的優(yōu)化,鎖粗化就是把多次的鎖請求合并成一個請求,擴(kuò)大鎖的范圍,降低鎖請求、同步、釋放帶來的性能損耗。
二. 跟 Synchronized 相比,可重入鎖 ReentrantLock 其實(shí)現(xiàn)原理有什么不同?
1都是可重入鎖;
2ReentrantLock內(nèi)部是實(shí)現(xiàn)了Sync,Sync繼承于AQS抽象類。Sync有兩個實(shí)現(xiàn),一個是公平鎖,一個是非公平鎖,通過構(gòu)造函數(shù)定義。AQS中維護(hù)了一個state來計(jì)算重入次數(shù),避免頻繁的持有釋放操作帶來的線程問題。
3ReentrantLock只能定義代碼塊,而Synchronized可以定義方法和代碼塊;
4Synchronized是JVM的一個內(nèi)部關(guān)鍵字,ReentrantLock是JDK1.5之后引入的一個API層面的互斥鎖;
5Synchronized實(shí)現(xiàn)自動的加鎖、釋放鎖,ReentrantLock需要手動加鎖和釋放鎖,中間可以暫停;
6Synchronized由于引進(jìn)了偏向鎖和自旋鎖,所以性能上和ReentrantLock差不多,但操作上方便很多,所以優(yōu)先使用Synchronized。
三. 請談?wù)?AQS 框架是怎么回事兒
1. AQS簡介
AQS是AbstractQueuedSynchronizer的縮寫,它提供了一個FIFO隊(duì)列,可以看成是一個實(shí)現(xiàn)同步鎖的核心組件。
AQS是一個抽象類,主要通過繼承的方式來使用,它本身沒有實(shí)現(xiàn)任何的同步接口,僅僅是定義了同步狀態(tài)的獲取和釋放的方法來提供自定義的同步組件。 AQS有兩種基本功能:獨(dú)占鎖和共享鎖。
2. AQS的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)
AQS的實(shí)現(xiàn)依賴內(nèi)部的同步隊(duì)列,也就是FIFO的雙向隊(duì)列,如果當(dāng)前線程競爭失敗,那么AQS會把當(dāng)前線程以及等待狀態(tài)信息構(gòu)造成一個Node加入到同步隊(duì)列中,同時再阻塞該線程。當(dāng)獲取鎖的線程釋放鎖以后,會從隊(duì)列中喚醒一個阻塞的節(jié)點(diǎn)(線程)。
AQS隊(duì)列內(nèi)部維護(hù)的是一個FIFO的雙向鏈表,這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是每個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都有兩個指針,分別指向直接的后繼節(jié)點(diǎn)和直接前驅(qū)節(jié)點(diǎn)。所以雙向鏈表可以從任意一個節(jié)點(diǎn)開始很方便的范文前驅(qū)和后繼節(jié)點(diǎn)。每個Node其實(shí)是由線程封裝,當(dāng)線程爭搶鎖失敗后會封裝成Node加入到AQS隊(duì)列中。
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