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java鎖的實現原理

發布時間:2022-06-19 20:19:26

java中文件加鎖機制是怎麼實現的。

Java中文件加鎖機制如下:
在對文件操作過程中,有時候需要對文件進行加鎖操作,防止其他線程訪問該文件。對文件的加鎖方法有兩種:
第一種方法:使用RandomAccessFile類操作文件。
在java.io.RandomAccessFile類的open方法,提供了參數實現獨占的方式打開文件:
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rws");
其中的「rws」參數,rw代表讀取和寫入,s代表了同步方式,也就是同步鎖。這種方式打開的文件,就是獨占方式的。

第二種方法:使用sun.nio.FileChannel對文件進行加鎖。
代碼:
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("file.txt", "rw");
FileChannel fc = raf.getChannel();
FileLock fl = fc.tryLock();
if(fl.isValid())
System.out.println("You have got the file lock.");

以上是通過RandomAccessFile來獲得文件鎖的,方法如下:
代碼:
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file.txt");
FileChannel fc = fos.getChannel(); //獲取FileChannel對象
FileLock fl = fc.tryLock(); //or fc.lock();
if(null != fl)
System.out.println("You have got file lock.");
//TODO write content to file
//TODO write end, should release this lock
fl.release(); //釋放文件鎖
fos.close; //關閉文件寫操作

如果在讀文件操作的時候,對文件進行加鎖,操作過程如下:
FileChannel也可以從FileInputStream中直接獲得,但是這種直接獲得FileChannel的對象直接去操作FileLock會報異常NonWritableChannelException,需要自己去實現getChannel方法,代碼如下:
private static FileChannel getChannel(FileInputStream fin, FileDescriptor fd) {
FileChannel channel = null;
synchronized(fin){
channel = FileChannelImpl.open(fd, true, true, fin);
return channel;
}
}

其實,看FileInputStream時,發現getChannel方法與我們寫的代碼只有一個地方不同,即open方法的第三個參數不同,如果設置為false,就不能鎖住文件了。預設的getChannel方法,就是false,因此,不能鎖住文件。

㈡ Java鎖有哪些種類,以及區別

一、公平鎖/非公平鎖

公平鎖是指多個線程按照申請鎖的順序來獲取鎖。

非公平鎖是指多個線程獲取鎖的順序並不是按照申請鎖的順序,有可能後申請的線程比先申請的線程優先獲取鎖。有可能,會造成優先順序反轉或者飢餓現象。

對於Java ReentrantLock而言,通過構造函數指定該鎖是否是公平鎖,默認是非公平鎖。非公平鎖的優點在於吞吐量比公平鎖大。

對於Synchronized而言,也是一種非公平鎖。由於其並不像ReentrantLock是通過AQS的來實現線程調度,所以並沒有任何辦法使其變成公平鎖。

二、可重入鎖

可重入鎖又名遞歸鎖,是指在同一個線程在外層方法獲取鎖的時候,在進入內層方法會自動獲取鎖。說的有點抽象,下面會有一個代碼的示例。

對於Java ReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一個可重入鎖,其名字是Re entrant Lock重新進入鎖。

對於Synchronized而言,也是一個可重入鎖。可重入鎖的一個好處是可一定程度避免死鎖。

synchronized void setA() throws Exception{

Thread.sleep(1000);

setB();

}

synchronized void setB() throws Exception{

Thread.sleep(1000);

}

上面的代碼就是一個可重入鎖的一個特點,如果不是可重入鎖的話,setB可能不會被當前線程執行,可能造成死鎖。

三、獨享鎖/共享鎖

獨享鎖是指該鎖一次只能被一個線程所持有。

共享鎖是指該鎖可被多個線程所持有。

對於Java
ReentrantLock而言,其是獨享鎖。但是對於Lock的另一個實現類ReadWriteLock,其讀鎖是共享鎖,其寫鎖是獨享鎖。

讀鎖的共享鎖可保證並發讀是非常高效的,讀寫,寫讀 ,寫寫的過程是互斥的。

獨享鎖與共享鎖也是通過AQS來實現的,通過實現不同的方法,來實現獨享或者共享。

對於Synchronized而言,當然是獨享鎖。

四、互斥鎖/讀寫鎖

上面講的獨享鎖/共享鎖就是一種廣義的說法,互斥鎖/讀寫鎖就是具體的實現。

互斥鎖在Java中的具體實現就是ReentrantLock

讀寫鎖在Java中的具體實現就是ReadWriteLock

五、樂觀鎖/悲觀鎖

樂觀鎖與悲觀鎖不是指具體的什麼類型的鎖,而是指看待並發同步的角度。

悲觀鎖認為對於同一個數據的並發操作,一定是會發生修改的,哪怕沒有修改,也會認為修改。因此對於同一個數據的並發操作,悲觀鎖採取加鎖的形式。悲觀的認為,不加鎖的並發操作一定會出問題。

樂觀鎖則認為對於同一個數據的並發操作,是不會發生修改的。在更新數據的時候,會採用嘗試更新,不斷重新的方式更新數據。樂觀的認為,不加鎖的並發操作是沒有事情的。

從上面的描述我們可以看出,悲觀鎖適合寫操作非常多的場景,樂觀鎖適合讀操作非常多的場景,不加鎖會帶來大量的性能提升。

悲觀鎖在Java中的使用,就是利用各種鎖。

樂觀鎖在Java中的使用,是無鎖編程,常常採用的是CAS演算法,典型的例子就是原子類,通過CAS自旋實現原子操作的更新。

六、分段鎖

分段鎖其實是一種鎖的設計,並不是具體的一種鎖,對於ConcurrentHashMap而言,其並發的實現就是通過分段鎖的形式來實現高效的並發操作。

我們以ConcurrentHashMap來說一下分段鎖的含義以及設計思想,ConcurrentHashMap中的分段鎖稱為Segment,它即類似於HashMap(JDK7與JDK8中HashMap的實現)的結構,即內部擁有一個Entry數組,數組中的每個元素又是一個鏈表;同時又是一個ReentrantLock(Segment繼承了ReentrantLock)。

當需要put元素的時候,並不是對整個hashmap進行加鎖,而是先通過hashcode來知道他要放在那一個分段中,然後對這個分段進行加鎖,所以當多線程put的時候,只要不是放在一個分段中,就實現了真正的並行的插入。

但是,在統計size的時候,可就是獲取hashmap全局信息的時候,就需要獲取所有的分段鎖才能統計。

分段鎖的設計目的是細化鎖的粒度,當操作不需要更新整個數組的時候,就僅僅針對數組中的一項進行加鎖操作。

七、偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖

這三種鎖是指鎖的狀態,並且是針對Synchronized。在Java
5通過引入鎖升級的機制來實現高效Synchronized。這三種鎖的狀態是通過對象監視器在對象頭中的欄位來表明的。

偏向鎖是指一段同步代碼一直被一個線程所訪問,那麼該線程會自動獲取鎖。降低獲取鎖的代價。

輕量級鎖是指當鎖是偏向鎖的時候,被另一個線程所訪問,偏向鎖就會升級為輕量級鎖,其他線程會通過自旋的形式嘗試獲取鎖,不會阻塞,提高性能。

重量級鎖是指當鎖為輕量級鎖的時候,另一個線程雖然是自旋,但自旋不會一直持續下去,當自旋一定次數的時候,還沒有獲取到鎖,就會進入阻塞,該鎖膨脹為重量級鎖。重量級鎖會讓其他申請的線程進入阻塞,性能降低。

八、自旋鎖

在Java中,自旋鎖是指嘗試獲取鎖的線程不會立即阻塞,而是採用循環的方式去嘗試獲取鎖,這樣的好處是減少線程上下文切換的消耗,缺點是循環會消耗CPU。

典型的自旋鎖實現的例子,可以參考自旋鎖的實現

㈢ 如何使用java的鎖機制

多線程同步的實現最終依賴鎖機制。我們可以想像某一共享資源是一間屋子,每個人都是一個線程。當a希望進入房間時,他必須獲得門鎖,一旦a獲得門鎖,他進去後就立刻將門鎖上,於是b,c,d...就不得不在門外等待,直到a釋放鎖出來後,b,c,d...中的某一人搶到了該鎖(具體搶法依賴於jvm的實現,可以先到先得,也可以隨機挑選),然後進屋又將門鎖上。這樣,任一時刻最多有一人在屋內(使用共享資源)。
java語言規范內置了對多線程的支持。對於java程序來說,每一個對象實例都有一把「鎖」,一旦某個線程獲得了該鎖,別的線程如果希望獲得該鎖,只能等待這個線程釋放鎖之後。獲得鎖的方法只有一個,就是synchronized關鍵字。

㈣ java的加鎖機制的問題,簡單回答一下就好

每個對象有唯一的一把鎖。鎖被某個線程獲得後,其他線程會阻塞等待,直到鎖被釋放且獲得。
語法
synchronize(對象){
....
},意思就是當前線程需要獲得該對象的鎖才能運行之後同步塊中的代碼,沒獲得就阻塞等待。
這樣就避免對該對象同時有多個線程讀寫,造成數據不同步的問題,從而實現了「同步synchronization」

㈤ java的鎖機制,到底都能鎖住啥

這是有關線程的概念,多線程在訪問同一數據或代碼塊的時候可能造成數據不一致,即線程不安全,此時需要線程鎖,有鎖就一次只能一個線程訪問,做到保證數據的一致性,下個線程只有在前面的線程執行完之後把鎖釋放才能訪問

㈥ java 鎖的本質是什麼

任何東西都可以是鎖,一把鎖在同一時間只能被一個線程佔用

㈦ java trylock能實現分布式鎖嗎

一、zookeeper
1、實現原理:
基於zookeeper瞬時有序節點實現的分布式鎖,其主要邏輯如下(該圖來自於IBM網站)。大致思想即為:每個客戶端對某個功能加鎖時,在zookeeper上的與該功能對應的指定節點的目錄下,生成一個唯一的瞬時有序節點。判斷是否獲取鎖的方式很簡單,只需要判斷有序節點中序號最小的一個。當釋放鎖的時候,只需將這個瞬時節點刪除即可。同時,其可以避免服務宕機導致的鎖無法釋放,而產生的死鎖問題。
二、memcached分布式鎖
1、實現原理:
memcached帶有add函數,利用add函數的特性即可實現分布式鎖。add和set的區別在於:如果多線程並發set,則每個set都會成功,但最後存儲的值以最後的set的線程為准。而add的話則相反,add會添加第一個到達的值,並返回true,後續的添加則都會返回false。利用該點即可很輕松地實現分布式鎖。
三、redis分布式鎖
redis分布式鎖即可以結合zk分布式鎖鎖高度安全和memcached並發場景下效率很好的優點,可以利用jedis客戶端實現

㈧ JAVA中的內鎖機制是什麼

多線程同步的實現最終依賴鎖機制。我們可以想像某一共享資源是一間屋子,每個人都是一個線程。當A希望進入房間時,他必須獲得門鎖,一旦A獲得門鎖,他進去後就立刻將門鎖上,於是B,C,D...就不得不在門外等待,直到A釋放鎖出來後,B,C,D...中的某一人搶到了該鎖(具體搶法依賴於JVM的實現,可以先到先得,也可以隨機挑選),然後進屋又將門鎖上。這樣,任一時刻最多有一人在屋內(使用共享資源)。 Java語言規范內置了對多線程的支持。對於Java程序來說,每一個對象實例都有一把「鎖」,一旦某個線程獲得了該鎖,別的線程如果希望獲得該鎖,只能等待這個線程釋放鎖之後。獲得鎖的方法只有一個,就是synchronized關鍵字。

㈨ JAVA鎖機制 有小例子說明最好!

java鎖一定要保證鎖住的是同一個對象。
一般來說,在方法上上鎖,可以用常量字元串,或者靜態字元串。看下面的例子。
public class SynTest{
private static String lock = "lockA";
private String a = "abc";

public String setA(String newStr){
/* 因為lock是靜態變數,所以只要是SynTest類對象訪問該方法時,都會爭取這把鎖
* 如果lock是成員變數的話,每個SynTest類對象都會有自己的lock變數,那樣是鎖不
* 上的*/
synchronized(lock){
a = newStr;
}
}
}
當然了,除了上面的方法,還可以使用最新的ReadWriteLock,它的實現與synchronized類似,但都要保證訪問的是同一把鎖。

㈩ java多線程『鎖』,是用什麼鎖的,有方法

synchronized關鍵字可以讓你對一個對象加鎖,
比如synchronized(this);表示對當前類對象加鎖,這是一個排他所,即只有一個線程可以訪問被synchronized的對象

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