1. 樂觀鎖
樂觀鎖是一種樂觀思想,即認為讀多寫少,遇到并發(fā)寫的可能性低,每次去拿數(shù)據(jù)的時候都認為別人不會修改,所以不會上鎖,但是在更新的時候會判斷一下在此期間別人有沒有去更新這個數(shù)據(jù),采取在寫時先讀出當前版本號,然后加鎖操作(比較跟上一次的版本號,如果一樣則更新),如果失敗則要重復讀-比較-寫的操作。
java 中的樂觀鎖基本都是通過 CAS 操作實現(xiàn)的,CAS 是一種更新的原子操作,比較當前值跟傳入值是否一樣,一樣則更新,否則失敗。
2. 悲觀鎖
悲觀鎖是就是悲觀思想,即認為寫多,遇到并發(fā)寫的可能性高,每次去拿數(shù)據(jù)的時候都認為別人會修改,所以每次在讀寫數(shù)據(jù)的時候都會上鎖,這樣別人想讀寫這個數(shù)據(jù)就會block直到拿到鎖。 java中的悲觀鎖就是Synchronized,AQS框架下的鎖則是先嘗試cas樂觀鎖去獲取鎖,獲取不到,才會轉(zhuǎn)換為悲觀鎖,如 RetreenLock。
3. 自旋鎖
3.1 簡介
自旋鎖原理非常簡單,如果持有鎖的線程能在很短時間內(nèi)釋放鎖資源,那么那些等待競爭鎖的線程就不需要做內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)之間的切換進入阻塞掛起狀態(tài),它們只需要等一等(自旋),等持有鎖的線程釋放鎖后即可立即獲取鎖,這樣就避免用戶線程和內(nèi)核的切換的消耗。
線程自旋是需要消耗 cup 的,說白了就是讓 cup 在做無用功,如果一直獲取不到鎖,那線程也不能一直占用 cup 自旋做無用功,所以需要設定一個自旋等待的最大時間。
如果持有鎖的線程執(zhí)行的時間超過自旋等待的最大時間扔沒有釋放鎖,就會導致其它爭用鎖的線程在最大等待時間內(nèi)還是獲取不到鎖,這時爭用線程會停止自旋進入阻塞狀態(tài)。
3.2 自旋鎖的優(yōu)缺點
自旋鎖盡可能的減少線程的阻塞,這對于鎖的競爭不激烈,且占用鎖時間非常短的代碼塊來說性能能大幅度的提升,因為自旋的消耗會小于線程阻塞掛起再喚醒的操作的消耗,這些操作會導致線程發(fā)生兩次上下文切換!
但是如果鎖的競爭激烈,或者持有鎖的線程需要長時間占用鎖執(zhí)行同步塊,這時候就不適合使用自旋鎖了,因為自旋鎖在獲取鎖前一直都是占用 cpu 做無用功,占著 XX 不 XX,同時有大量線程在競爭一個鎖,會導致獲取鎖的時間很長,線程自旋的消耗大于線程阻塞掛起操作的消耗,其它需要 cup 的線程又不能獲取到 cpu,造成 cpu 的浪費。所以這種情況下我們要關(guān)閉自旋鎖。
3.3 自旋鎖時間閾值(***1.6***引入了適應性自旋鎖)
自旋鎖的目的是為了占著 CPU 的資源不釋放,等到獲取到鎖立即進行處理。但是如何去選擇自旋的執(zhí)行時間呢?如果自旋執(zhí)行時間太長,會有大量的線程處于自旋狀態(tài)占用 CPU 資源,進而會影響整體系統(tǒng)的性能。因此自旋的周期選的額外重要!
JVM 對于自旋周期的選擇,jdk1.5 這個限度是一定的寫死的,在 1.6 引入了適應性自旋鎖,適應性自旋鎖意味著自旋的時間不在是固定的了,而是由前一次在同一個鎖上的自旋時間以及鎖的擁有者的狀態(tài)來決定,基本認為一個線程上下文切換的時間是最佳的一個時間,同時 JVM 還針對當前 CPU 的負荷情況做了較多的優(yōu)化,如果平均負載小于 CPUs 則一直自旋,如果有超過(CPUs/2) 個線程正在自旋,則后來線程直接阻塞,如果正在自旋的線程發(fā)現(xiàn) Owner 發(fā)生了變化則延遲自旋時間(自旋計數(shù))或進入阻塞,如果 CPU 處于節(jié)電模式則停止自旋,自旋時間的最壞情況是 CPU 的存儲延遲(CPU A 存儲了一個數(shù)據(jù),到 CPU B 得知這個數(shù)據(jù)直接的時間差),自旋時會適當放棄線程優(yōu)先級之間的差異。
3.4 自旋鎖的開啟
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