java 裏有兩種鎖
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synchronized (jvm內部實現)
-
lock ( jdk源碼實現)
那麼Doug Lea是怎樣寫的同步鎖呢?
我們先了解一些要用到的知識:
CAS:全稱compare and swap(比較交換),比較三個值,內存裏的值(O)、預期值(E)、新值(N),在進行CAS操作時,會比較O 和 E 是否相等,相等就把N的值賦值給O,可以理解爲修改密碼,數據庫值(O),驗證舊密碼(E),新密碼(N)驗證通過,修改成功。
UNSAFE:給jdk提供最底層的方法,包括volatile、線程調度、CAS相關、內存相關等功能。
嘗試寫一個同步鎖,可能的方式如下:
1.使用自旋
2.sleep+自旋
3.yield+自旋
4.park+自旋
下面使用了AtomicInteger類,他也是Doug lea寫的,底層調用unsafe類實現,即借用它來實現。
第一種方案是自旋
public class SlipLock {
// 0:無鎖
private volatile AtomicInteger status = new AtomicInteger(0);
public void lock(){
while (!status.compareAndSet(0, 1)) {
}
}
public void unlock(){
status.set(0);
}
}
public static void spinLockTest(){
List<Thread> list = new ArrayList<>();
SlipLock lock = new SlipLock();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Thread t1 = new Thread(()->{
lock.lock();
for (int j = 0; j < 10; j++) {
System.out.print(Thread.currentThread().getName()+" "+j);
}
System.out.println();
lock.unlock();
},"線程-"+i);
list.add(t1);
}
list.forEach(t->t.start());
}
第二種方案:yield+自旋
public class YieldLock {
// 0:無鎖
private AtomicInteger status = new AtomicInteger(0);
public void lock(){
while (!status.compareAndSet(0, 1)) {
Thread.yield();
}
}
public void unlock(){
status.set(0);
}
}
public static void yieldLockTest() {
List<Thread> list = new ArrayList<>();
YieldLock lock = new YieldLock();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Thread t1 = new Thread(()->{
lock.lock();
for (int j = 0; j < 10; j++) {
System.out.print(Thread.currentThread().getName()+" "+j);
}
System.out.println();
lock.unlock();
},"線程-"+i);
list.add(t1);
}
list.forEach(t->t.start());
}
第三種方案:sleep+自旋
public class SleepLock {
// 0:無鎖
private volatile AtomicInteger status = new AtomicInteger(0);
public void lock(){
while (!status.compareAndSet(0, 1)) {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public void unlock(){
status.set(0);
}
}
public static void sleepLockTest() {
List<Thread> list = new ArrayList<>();
SleepLock lock = new SleepLock();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Thread t1 = new Thread(()->{
lock.lock();
for (int j = 0; j < 10; j++) {
System.out.print(Thread.currentThread().getName()+" "+j);
}
System.out.println();
lock.unlock();
},"線程-"+i);
list.add(t1);
}
list.forEach(t->t.start());
}
第四種方案:park
unsafe提供給jdk底層使用,當我們使用時會堅持是否時“受信任”的類,jdk也提供了第三方工具類LockSupport;
這裏park會阻塞線程,然後再調用unpark的時候,從park方法出繼續執行;這樣的方式使得線程按排隊時間長短獲取鎖,比上面的方法更爲公平。
public class ParkLook {
// 0:無鎖
private AtomicInteger status = new AtomicInteger(0);
// 裝載等待的線程
private List<Thread> list = new ArrayList<>();
public void lock(){
while (!status.compareAndSet(0, 1)) {
list.add(Thread.currentThread());
LockSupport.park();
}
}
public void unlock(){
status.compareAndSet(1,0);
if(list.size() > 0) {
Thread thread = list.get(0);
list.remove(0);
LockSupport.unpark(thread);
}
}
}
public static void parkLockTest(){
List<Thread> list = new ArrayList<>();
ParkLook lock = new ParkLook();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Thread t1 = new Thread(()->{
lock.lock();
for (int j = 0; j < 10; j++) {
System.out.print(Thread.currentThread().getName()+" "+j);
}
System.out.println();
lock.unlock();
},"線程-"+i);
list.add(t1);
}
list.forEach(t->t.start());
}
在最後一個方法中就已經能夠看出AQS的一個樣貌了,那麼什麼是AQS呢?
AbstractQueuedSynchronizer簡稱AQS,Doug lea設計的提供實現阻塞鎖和一些列依賴FIFO等待隊列的同步器框架。在synchronized優化之前Doug lea寫的這個併發框架性能是很高的,小米首席架構師崔寶秋說過:要多看優秀的代碼,這樣才能寫出優秀的代碼。下一篇我們就慢慢看源碼。