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Java并发编程-重入锁

章节目录 什么是重入锁 底层实现-如何实现重入 公平与非公平获取锁的区别与底层实现 1.什么是重入锁 1.1 重入锁的定义 重入锁ReentrantLock,支持重入的锁,表示一个线程对资源的重复加锁。 1.2 重入锁的特性 1.重进入 2.非/公平性获取锁 1.3 自定义同步器Mutex 的缺陷 当线程调用Mutex的lock()方法获取锁之后,再次调用lock()方法,该线程将会被 自己阻塞,原因是Mutex在实现tryAcquire(int acquires)方法时没有考虑占有锁 的线程再次获取锁的场景。 1.4 ReentrantLock & synchronized 关键字 1.synchronized 关键字支持隐式的重进入 2.ReentrantLock 在调用lock() 方法时,已经获取到锁的线程,能够再次调用 lock()方法获取到锁而不被阻塞,即可支持重入 1.4 公平性获取锁 公平性 含义 公平性获取锁 在绝对时间上,先对锁进行获取请求的请求一定先被满足,那么这个锁就是公平的 非公平性获取锁 无上述限制 事实上 公平锁机制往往没有非公平性机制获取锁的效率高,因为会牵扯到频繁的上下文切换,但公平锁可以减少饥饿发生的概率,等待越久的请求越能得到优先满足。 2. 底层实现-如何实现重入 重进入是指任意线程在获取到锁之后能够再次获取该锁,而不被阻塞,改特性实现需要解决以下两个问题: 线程再次获取锁 线程再次获取锁。锁需要去识别获取锁的线程是否为当前占据锁的线程,如果是,则再次成功获取。 锁的最终释放 线程重复n次获取了锁,随后在第n次释放锁,锁的释放要求锁对于被获取递 增的次数进行递减操作,当计数==0时表示锁已经成功释放。 2.1 可重入锁的源码非公平性获取同步状态(锁)的 nonfairTryAcquire() 方法 final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) { final Thread current = Thread.currentThread(); int c = getState(); if (c == 0) { if (compareAndSetState(0, acquires)) { setExclusiveOwnerThread(current); return true; } } else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { int nextc = c + acquires; if (nextc < 0) // overflow throw new Error("Maximum lock count exceeded"); setState(nextc); return true; } return false; } 该方法增加了再次获取同步状态的处理逻辑:通过判断当前线程是否为获取锁的线程来决定获取操作是否成功,如果是获取锁的线程的再次请求 则将同步状态值计数器进行递增并返回true,表示获取同步状态成功。 释放同步状态(锁) protected final boolean tryRelease(int releases) { int c = getState() - releases; if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread()) throw new IllegalMonitorStateException(); boolean free = false; if (c == 0) { free = true; setExclusiveOwnerThread(null); } setState(c); return free; } 如果该锁被获取了n次,那么前n-1此tryRelease(int release) 方法必须返回false,而只有同步状态完全释放了,才能返回true。 3.公平与非公平获取锁的区别与底层实现 3.1 公平性获取锁的底层实现 公平性获取锁即按照客观时间顺序,FIFO方式获取同步状态 具体源码如下所示 protected final boolean tryAcquire(int acquires) { final Thread current = Thread.currentThread(); int c = getState(); if (c == 0) { if (!hasQueuedPredecessors() && compareAndSetState(0, acquires)) { setExclusiveOwnerThread(current); return true; } } else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { int nextc = c + acquires; if (nextc < 0) throw new Error("Maximum lock count exceeded"); setState(nextc); return true; } return false; } 公平性获取同步状态的与非公平性获取同步状态的区别在于hasQueuedPredecessors()方法的使用,即加入了当前节点是否有前驱节点的判断,如果该方法返回true,则表示有线程比当前线程更早的加入到同步队列(更早的请求获取锁),因此需要等待前驱线程获取并释放锁之后才能继续获取锁。 非公平性获取锁的实现 公平性获取锁保证了锁的获取顺序按照FIFO原则,不会出现线程“饥饿”的现象,但代价是进行大量的线程切换。 非公平性锁虽然可能造成线程饥饿,但是有极少的线程切换,保证了其更大的吞吐量。

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Spring框架(Spring Framework)是由Rod Johnson于2002年提出的开源Java企业级应用框架,旨在通过使用JavaBean替代传统EJB实现方式降低企业级编程开发的复杂性。该框架基于简单性、可测试性和松耦合性设计理念,提供核心容器、应用上下文、数据访问集成等模块,支持整合Hibernate、Struts等第三方框架,其适用范围不仅限于服务器端开发,绝大多数Java应用均可从中受益。

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Rocky Linux(中文名:洛基)是由Gregory Kurtzer于2020年12月发起的企业级Linux发行版,作为CentOS稳定版停止维护后与RHEL(Red Hat Enterprise Linux)完全兼容的开源替代方案,由社区拥有并管理,支持x86_64、aarch64等架构。其通过重新编译RHEL源代码提供长期稳定性,采用模块化包装和SELinux安全架构,默认包含GNOME桌面环境及XFS文件系统,支持十年生命周期更新。

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