Java高併發12-避免僞共享和鎖機制

一、複習

二、如何避免僞共享

• 在JDK8之前是使用填充字節的方式來避免僞共享的，我們最終的目的其實就是希望單個變量能夠獨佔一個緩存行。
• 我們舉一個類的例子

package com.ruigege.OtherFoundationOfConcurrent2;

public class FiledLong {
 public volatile long value =0L;
 public long p1,p2,p3,p4,p5,p6;
}

• 可以看這個類，如果cache行僞64個字節，那麼正好能夠佔滿，七個long類型的變量，其中p1-p6都是用來佔位，還有一個對象的頭佔用八個字節，正好64個字節。
• 在JDK8中提供了一個註解，用於避免僞共享

@sun.misc.Contended
class FiledLong2{
 public volatile long value=0L;
}

• 用法：既可以用修飾類也可以用來修飾變量。

注意點：@Contended註解只能用於Java的核心類，比如rt包下的類，如果用戶的類需要使用這個註解的時候，需要添加JVM的參數:-XX:-RestrictContended,填充的默認寬度爲128，要自定義寬度可以設置-XX:ContendedPaddingWidth參數

三、出現僞共享內存的條件

• 在多線程下訪問同一個緩存行的多個變量，纔會出現僞共享變量的問題，如果在單線程下訪問多個變量反而會加速訪問。

四、樂觀鎖和悲觀鎖

1.悲觀鎖

• 定義：悲觀鎖認爲外界對數據的修改持保守態度，認爲數據很容易被外界修改，在數據被處理之前必須先加鎖，這種鎖是排他鎖，一個線程獲取了鎖之後，其他線程只能等待或者拋出異常。獲取鎖的線程，對記錄進行操作，然後提交事務釋放鎖。下面舉一個例子

 //使用悲觀鎖來獲取
 EntryObject entry = query("select * from table1 where id =#{id} for update",id);
 //修改記錄內容，根據計算修改entry記錄的屬性
 String name=generatorName(entry);
 entry.setName(name);
 
 //update操作
 int count = updateZ("update table1 set name=#{name},age=#{age} where id=#{id}",entry);
 return count;

• 對於上面的代碼，使用了事務切面的方法，只要進入這個方法種就開始執行事物一直到這個方法結束，多個線程調用這個方法的時候，只有一個線程能夠獲取鎖，其他線程就會阻塞掛起，直到原線程釋放鎖
• 樂觀鎖是相對悲觀鎖而存在的的方式，一般認爲如果只是訪問數據那麼就是可以不用加鎖，只有要更新數據的時候，纔會正式對數據衝突與否進行檢測，具體來說，根據update返回的行數讓用戶決定如何去做。將上面的例子改爲樂觀鎖。

package com.ruigege.OtherFoundationOfConcurrent2;

public class UpdateEntry2 {

 public int updateEntry(long id) {
  //使用樂觀鎖獲取指定記錄
  EntryObject entry = query("select * from table1 where id=#{id}",id);
  
  //
  String name = generatorName(entry);
  entry.setName(name);
  
  //update操作
  int count = update("update table1 set name=#{name},age=#{age},version=${version}+1 where id=#{id} and version =#{version}",entry);
  return count;
 }
}

• 對比上面的代碼就可以知道根據version來進行更新數據，更新成功的話，就會給version+1,其他線程進行更新的時候，如果vesion不對的話，那麼就會停止更新。我們也是使用不斷地循環來獲取鎖而解決更新的問題

package com.ruigege.OtherFoundationOfConcurrent2;

public class updateEntry3 {

 boolean result = false;
 int retryNum = 5;
 while(retryNum>0) {
  //使用樂觀鎖獲取記錄
  EntryObject entry = query("select * from table1 where id=#{id}",id);
  String name = generatorName(entry);
  entry.setName(name);
  
  //update操作
  int count = update("update table1 set name=#{name},age=#{age},version=${version}+1 where id=#{id} and version =#{version}",entry);
  //返回的行如果不是0的話說明更新成功了，那麼即刻跳出循環
  if(count == 1) {
   result = true;
   break;
  }
  retryNum--;
  
 }
 return result;
}

• 樂觀鎖並不會使用數據庫提供的鎖機制，一般在表中添加version字段或者使用業務狀態來實現，樂觀鎖直到提交時才鎖定，所以不會產生任何死鎖。

五、公平鎖和非公平鎖

• 公平鎖表示線程獲取鎖的順序是按照先到先得的原則，非公平鎖在運行的時候闖入，也就是不一定先到先得。
• ReentrantLock提供了公平和非公平鎖。

六 、源碼：

• 所在包：com.ruigege.OtherFoundationOfConcurrent2
• https://github.com/ruigege66/ConcurrentJava
• CSDN：https://blog.csdn.net/weixin_44630050
• 博客園：https://www.cnblogs.com/ruigege0000/
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