Java 高併發之魂

前置知識

• 瞭解Java基本語法
• 瞭解多線程基本知識

知識介紹

• Synchronized簡介：做用、地位、不控制併發的後果
• 兩種用法：對象鎖和類鎖
• 多線程訪問同步方法的7種狀況：是不是static、Synchronized方法等
• Synchronized的性質：可重入、不可中斷
• 原理：加解鎖原理、可重入原理、可見性原理
• Synchronized的缺陷：效率低、不夠靈活、沒法預判是否成功獲取鎖
• 常見問題：
• 如何選擇Lock或Synchronized等
• 如何提升性能、JVM如何解決那個線程獲取鎖等

Synchronized簡介

做用

官方解釋

　　同步方法支持一種簡單的策略來防止線程干擾和內存一致性錯誤：若是一個對象對多個線程可見，則對該對象變量的全部讀取或寫入都是經過同步方法完成的。

通俗易懂的解釋

　　可以保證在同一時刻最多隻有一個線程執行該段代碼，以達到保證併發安全的效果。

地位

• Synchronized是Java的關鍵字，被Java語言原生支持

代碼演示：不使用併發手段的後果演示

代碼實戰：兩個線程同時a++，最後結果會比預計的少

緣由

　　count++，它看上去只是一個操做，實際上包含了三個動做：

1. 讀取count
2. 將count加1
3. 將count的值寫入到內存中

• 最基本的互斥同步手段
• 併發編程中的元老級角色，是併發編程的必學內容

Synchronized的兩個用法

對象鎖

　　包括方法鎖(默認鎖對象爲this當前實例對象)和同步代碼塊鎖(本身指定鎖對象)

代碼塊形式：手動指定鎖對象

 

方法鎖形式：synchronized修飾普通方法，鎖對象默認爲this

 

 類鎖

概念(重要)：Java類可能有不少個對象，但只有1個Class對象

本質：因此所謂的類鎖，不過是Class對象的鎖而已

用法和效果：類鎖只能在同一時刻被一個對象擁有

形式1：synchronized加載static方法上

形式2：synchronized(*.class)代碼塊

 消失的請求解決方案

不使用併發手段會有什麼後果？如何解決？

 解決問題

　　兩個線程同時a++，最後結果會比預計的少

緣由

 　　count++，它看上去知識一個操做，實際上包含了三個動做

1. 讀取count
2. 將count+1
3. 將count的值寫入到內存中

方法一

 方法二

 方法三

七種常見狀況之123

多線程訪問同步方法的7種狀況

1. 兩個線程同時訪問一個對象的同步方法
2. 兩個線程訪問的是兩個對象的同步方法
3. 兩個線程訪問的是synchronized的靜態方法
4. 同時訪問同步方法與非同步方法
5. 訪問同一個對象的不一樣的普通同步方法
6. 同時訪問靜態synchronized和非靜態synchronized方法
7. 方法拋異常後，會釋放鎖

狀況一：

 狀況二：

 

 狀況三：

 狀況四：

 

 

 狀況五：

 

 狀況六：

 

 

 

狀況七：

 7種狀況總結

 3點核心思想

1.  一把鎖只能同時被一個線程獲取，沒有拿到鎖的線程必須等待(對應第一、5種狀況)
2. 每一個實例都對應有本身的一把鎖，不一樣實例之間互不影響；例外：鎖對象鎖是*.class以及Synchronized修飾的是static方法的時候，全部對象共用同一把鎖(對應第二、三、四、6種狀況)；
3. 不管是方法正常執行完畢或者方法拋出異常，都會釋放鎖(對應第7種狀況)

Synchronized缺陷

• 效率低：鎖的釋放狀況少、試圖得到鎖時不能設定超時、不能中斷一個正在試圖得到鎖的線程
• 不夠靈活(讀寫鎖更靈活)：加鎖和釋放的時機單一，每一個鎖僅有單一的條件(某個對象)，多是不夠的
• 沒法知道是否成功獲取到鎖

 

 常見面試問題

一、使用注意點：鎖對象不能爲空、做用域不宜過大、避免死鎖

二、如何選擇Lock和Synchronized關鍵字？

三、多線程訪問同步方法的各類具體狀況