java-锁机制

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重入锁

锁作为并发共享数据,保证一致性的工具,在 JAVA 平台有多种实现 (如 synchronized(重量级)和 ReentrantLock(轻量级) 等等 )。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利。
重入锁,也叫做递归锁,指的是同一线程 外层函数获得锁之后,内层递归函数仍然有获取该锁的代码,但不受影响。
在 JAVA 环境下 ReentrantLock 和 synchronized 都是 可重入锁

读写锁

相比 Java 中的锁 (Locks in Java) 里 Lock 实现,读写锁更复杂一些。假设你的程序中涉及到对一些共享资源的读和写操作,且写操作没有读操作那么频繁。在没有写操作的时候,两个线程同时读一个资源没有任何问题,所以应该允许多个线程能在同时读取共享资源。但是如果有一个线程想去写这些共享资源,就不应该再有其它线程对该资源进行读或写(译者注:也就是说:读 - 读能共存,读 - 写不能共存,写 - 写不能共存)。这就需要一个读 / 写锁来解决这个问题。Java5 在 java.util.concurrent 包中已经包含了读写锁(ReentrantReadWriteLock)

乐观锁

总是认为不会产生并发问题,每次去取数据的时候总认为不会有其他线程对数据进行修改,因此不会上锁,但是在更新时会判断其他线程在这之前有没有对数据进行修改,一般会使用版本号机制或 CAS 操作实现。

version 方式:一般是在数据表中加上一个数据版本号 version 字段,表示数据被修改的次数,当数据被修改时,version 值会加一。当线程 A 要更新数据值时,在读取数据的同时也会读取 version 值,在提交更新时,若刚才读取到的 version 值为当前数据库中的 version 值相等时才更新,否则重试更新操作,直到更新成功。
核心 SQL 语句
update table set x=x+1, version=version+1 where id=#{id} and version=#{version};

CAS 操作方式:即 compare and swap 或者 compare and set,涉及到三个操作数,数据所在的内存值,预期值,新值。当需要更新时,判断当前内存值与之前取到的值是否相等,若相等,则用新值更新,若失败则重试,一般情况下是一个自旋操作,即不断的重试。

悲观锁

总是假设最坏的情况,每次取数据时都认为其他线程会修改,所以都会加锁(读锁、写锁、行锁等),当其他线程想要访问数据时,都需要阻塞挂起。可以依靠数据库实现,如行锁、读锁和写锁等,都是在操作之前加锁,在 Java 中,synchronized 的思想也是悲观锁。

原子类

java.util.concurrent.atomic 包:原子类的小工具包,支持在单个变量上解除锁的线程安全编程
原子变量类相当于一种泛化的 volatile 变量,能够支持原子的和有条件的读 - 改 - 写操作。AtomicInteger 表示一个 int 类型的值,并提供了 get 和 set 方法,这些 Volatile 类型的 int 变量在读取和写入上有着相同的内存语义。它还提供了一个原子的 compareAndSet 方法(如果该方法成功执行,那么将实现与读取 / 写入一个 volatile 变量相同的内存效果),以及原子的添加、递增和递减等方法。AtomicInteger 表面上非常像一个扩展的 Counter 类,但在发生竞争的情况下能提供更高的可伸缩性,因为它直接利用了硬件对并发的支持。
CAS:Compare and Swap,即比较再交换。

jdk5 增加了并发包 java.util.concurrent.*, 其下面的类使用 CAS 算法实现了区别于 synchronouse 同步锁的一种乐观锁。JDK 5 之前 Java 语言是靠 synchronized 关键字保证同步的,这是一种独占锁,也是是悲观锁。
常用:
AtomicBoolean
AtomicInteger
AtomicLong
AtomicReference

分布式锁

如果想在不同的 jvm 中保证数据同步,使用分布式锁技术。有数据库实现、缓存实现、Zookeeper 分布式锁

正文完
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