电脑知识|欧美黑人一区二区三区|软件|欧美黑人一级爽快片淫片高清|系统|欧美黑人狂野猛交老妇|数据库|服务器|编程开发|网络运营|知识问答|技术教程文章 - 好吧啦网

您的位置:首頁技術文章
文章詳情頁

Java synchronize底層實現原理及優化

瀏覽:101日期:2022-09-04 11:04:31

首先來說下synchronize和Lock的區別:

兩者都是鎖,用來控制并發沖突,區別在于Lock是個接口,提供的功能更加豐富,除了這個外,他們還有如下區別:

synchronize自動釋放鎖,而Lock必須手動釋放,并且代碼中出現異常會導致unlock代碼不執行,所以Lock一般在Finally中釋放,而synchronize釋放鎖是由JVM自動執行的。 Lock有共享鎖的概念,所以可以設置讀寫鎖提高效率,synchronize不能。(兩者都可重入) Lock可以讓線程在獲取鎖的過程中響應中斷,而synchronize不會,線程會一直等待下去。lock.lockInterruptibly()方法會優先響應中斷,而不是像lock一樣優先去獲取鎖。 Lock鎖的是代碼塊,synchronize還能鎖方法和類。 Lock可以知道線程有沒有拿到鎖,而synchronize不能

Lock鎖對應有源碼的,可以查看下代碼,那么synchronize在JVM層面是怎么實現的呢,我們看下字節碼文件:

先用javac Test.class 編譯出class文件再用javap ?c Test.class查看字節碼文件

我們寫個DEMO看下,JVM底層是怎么實現synchronized的:、

public class Test4 { private static Object LOCK = new Object(); public static int main(String[] args) { synchronized (LOCK){ System.out.println('Hello World'); } return 1; }}

在看下上面代碼對應的字節碼

Java synchronize底層實現原理及優化

也就是說,鎖是通過monitorenter和monitorexit來實現的,這兩個字節碼代表的是啥意思:

可以在下面參考的網頁中了解monitorenter和monitorexit的作用,我就不盜用他們的話了,大致意思是,每個對象都有一個monitor監視器,調用monitorenter就是嘗試獲取這個對象,成功獲取到了就將值+1,離開就將值減1。如果是線程重入,在將值+1,說明monitor對象是支持可重入的。

我之前分析過一篇ReenternLock,概念都是類似的,只是鎖是自身維護了一個volatile int類型的變量,通過對它加一減一表示占有鎖啊重入之類的概念。

注意,如果synchronize在方法上,那就沒有上面兩個指令,取而代之的是有一個ACC_SYNCHRONIZED修飾,表示方法加鎖了。它會在常量池中增加這個一個標識符,獲取它的monitor,所以本質上是一樣的。

HotSpot中鎖的具體實現以及對它的優化:

重量級鎖:

最基礎的實現方式,JVM會阻塞未獲取到鎖的線程,在鎖被釋放的時候喚醒這些線程。阻塞和喚醒操作是依賴操作系統來完成的,所以需要從用戶態切換到內核態,開銷很大。并且monitor調用的是操作系統底層的互斥量(mutex),本身也有用戶態和內核態的切換,所以JVM引入了自旋的概念,減少上面說的線程切換的成本。

自旋鎖:

如果鎖被其他線程占用的時間很短,那么其他獲取鎖的線程只要稍微等一下就好了,沒必要進行用戶態和內核態之間的切換,等的狀態就叫自旋。例如如下代碼:

public class SpinLock { private AtomicReference<Thread> cas = new AtomicReference<Thread>(); public void lock() { Thread current = Thread.currentThread(); // 利用CAS,獲取值不對則無限循環 while (!cas.compareAndSet(null, current)) { // DO nothing } } public void unlock() { Thread current = Thread.currentThread(); cas.compareAndSet(current, null); }}

自旋會跑一些無用的CPU指令,所以會浪費處理器時間,如果鎖被其他線程占用的時間段的話確實是合適的…如果長的話就不如使用直接阻塞了,那么JVM怎么知道鎖被占用的時間到底是長還是短呢?

因為JVM不知道鎖被占用的時間長短,所以使用的是自適應自旋。就是線程空循環的次數時會動態調整的。

可以看出,自旋會導致不公平鎖,不一定等待時間最長的線程會最先獲取鎖。

輕量級鎖:

JDK1.6之后加入,它的目的并不是為了替換前面的重量級鎖,而是在實際沒有鎖競爭的情況下,將申請互斥量這步也省掉。鎖實現的核心在與對象頭(MarkWord)的結構,對象自身會有信息表示所有被鎖住并且鎖是什么類型,如下所示:

Java synchronize底層實現原理及優化

如果代碼進入同步塊時,檢測到對象未鎖定,即標志位為01。那么當前線程就會在自身棧幀中建議一個區域保存對象的MarkWord信息,再使用CAS的方式讓這個區域指向對象的MarkWork區域,這樣就算加上鎖了。(這樣就沒有獲取系統mutex變量,只是改了個值,但是如果有競爭的話,就要升級成重量級鎖,這樣反倒變慢了)

加鎖前VS 加鎖后:

Java synchronize底層實現原理及優化

偏向鎖:

比輕量級鎖更絕,將同步操作全部省略…設置步驟是和前面的輕量級鎖一樣的,不同的是標志位設置的是01,即偏向模式。

不同的是同一個線程第二次進來之后,虛擬機不會再進行任何的同步操作,比如Mark Word的update。

如果有其他線程來,偏向模式就結束了,標志位會恢復到未鎖定或者偏向鎖。所以如果鎖總是會被多個線程訪問的話,還是禁止掉偏向鎖優化比較好。

鎖優化流程如下:(出自周志明老師的那本講解JVM的書)

Java synchronize底層實現原理及優化

可以看出,鎖是一個逐步升級的過程,不會一開始上來就重量級鎖。鎖一般只會升級不會降級,避免降級之后沖突導致效率不行并且又得升級。但是降級其實是允許的(STW的時候),可以看下參考中文章里面提到的英文網站。

其他的優化還有鎖消除以及鎖粗化:

如果一段代碼其實在作用域可以不加鎖的,Javac編譯器會自動優化。

鎖粗化是指代碼在一段代碼中多次加鎖,會被JVM優化成對整個代碼段加鎖。

(但是這兩點是JVM對代碼的優化,而不是對synchronized優化了,這里只是順帶提一下)

以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支持好吧啦網。

標簽: Java
相關文章:
主站蜘蛛池模板: 昊宇水工|河北昊宇水工机械工程有限公司 | 布袋除尘器-单机除尘器-脉冲除尘器-泊头市兴天环保设备有限公司 布袋除尘器|除尘器设备|除尘布袋|除尘设备_诺和环保设备 | AGV叉车|无人叉车|AGV智能叉车|AGV搬运车-江西丹巴赫机器人股份有限公司 | 量子管通环-自清洗过滤器-全自动反冲洗过滤器-北京罗伦过滤技术集团有限公司 | 昆明网络公司|云南网络公司|昆明网站建设公司|昆明网页设计|云南网站制作|新媒体运营公司|APP开发|小程序研发|尽在昆明奥远科技有限公司 | 东莞压铸厂_精密压铸_锌合金压铸_铝合金压铸_压铸件加工_东莞祥宇金属制品 | 寮步纸箱厂_东莞纸箱厂 _东莞纸箱加工厂-东莞市寮步恒辉纸制品厂 | 北京宣传片拍摄_产品宣传片拍摄_宣传片制作公司-现像传媒 | 不锈钢复合板厂家_钛钢复合板批发_铜铝复合板供应-威海泓方金属复合材料股份有限公司 | 手术室净化厂家-成都做医院净化工程的公司-四川华锐-15年特殊科室建设经验 | AGV叉车|无人叉车|AGV智能叉车|AGV搬运车-江西丹巴赫机器人股份有限公司 | 医疗仪器模块 健康一体机 多参数监护仪 智慧医疗仪器方案定制 血氧监护 心电监护 -朗锐慧康 | 缓蚀除垢剂_循环水阻垢剂_反渗透锅炉阻垢剂_有机硫化物-郑州威大水处理材料有限公司 | 鄂泉泵业官网|(杭州、上海、全国畅销)大流量防汛排涝泵-LW立式排污泵 | 葡萄酒灌装机-食用油灌装机-液体肥灌装设备厂家_青州惠联灌装机械 | 钢格栅板_钢格板网_格栅板-做专业的热镀锌钢格栅板厂家-安平县迎瑞丝网制造有限公司 | arch电源_SINPRO_开关电源_模块电源_医疗电源-东佑源 | 离子色谱自动进样器-青岛艾力析实验科技有限公司 | 热处理温控箱,热处理控制箱厂家-吴江市兴达电热设备厂 | 名律网-法律问题咨询-找律师-法律知识| U拓留学雅思一站式服务中心_留学申请_雅思托福培训 | 扫地车厂家-山西洗地机-太原电动扫地车「大同朔州吕梁晋中忻州长治晋城洗地机」山西锦力环保科技有限公司 | 郑州巴特熔体泵有限公司专业的熔体泵,熔体齿轮泵与换网器生产厂家 | 网站建设_网站制作_SEO优化推广_百度推广开户_朋友圈网络科技 | 多物理场仿真软件_电磁仿真软件_EDA多物理场仿真软件 - 裕兴木兰 | Eiafans.com_环评爱好者 环评网|环评论坛|环评报告公示网|竣工环保验收公示网|环保验收报告公示网|环保自主验收公示|环评公示网|环保公示网|注册环评工程师|环境影响评价|环评师|规划环评|环评报告|环评考试网|环评论坛 - Powered by Discuz! | nalgene洗瓶,nalgene量筒,nalgene窄口瓶,nalgene放水口大瓶,浙江省nalgene代理-杭州雷琪实验器材有限公司 | 带锯机|木工带锯机圆木推台锯|跑车带锯机|河北茂业机械制造有限公司| | 密集架|电动密集架|移动密集架|黑龙江档案密集架-大量现货厂家销售 | 化妆品加工厂-化妆品加工-化妆品代加工-面膜加工-广东欧泉生化科技有限公司 | 智慧钢琴-电钢琴-便携钢琴-数码钢琴-深圳市特伦斯乐器有限公司 | 猪I型/II型胶原-五克隆合剂-细胞冻存培养基-北京博蕾德科技发展有限公司 | 上海平衡机-单面卧式动平衡机-万向节动平衡机-圈带动平衡机厂家-上海申岢动平衡机制造有限公司 | 糖衣机,除尘式糖衣机,全自动糖衣机,泰州市长江制药机械有限公司 体感VRAR全息沉浸式3D投影多媒体展厅展会游戏互动-万展互动 | 送料机_高速冲床送料机_NC伺服滚轮送料机厂家-东莞市久谐自动化设备有限公司 | 天空彩票天下彩,天空彩天空彩票免费资料,天空彩票与你同行开奖,天下彩正版资料大全 | 加气混凝土砌块设备,轻质砖设备,蒸养砖设备,新型墙体设备-河南省杜甫机械制造有限公司 | 雄松华章(广州华章MBA)官网-专注MBA/MPA/MPAcc/MEM辅导培训 | 浙江工业冷却塔-菱电冷却塔厂家 - 浙江菱电冷却设备有限公司 | 杭州中央空调维修_冷却塔/新风机柜/热水器/锅炉除垢清洗_除垢剂_风机盘管_冷凝器清洗-杭州亿诺能源有限公司 | 济南侦探调查-济南调查取证-山东私家侦探-山东白豹调查咨询公司 密集架|电动密集架|移动密集架|黑龙江档案密集架-大量现货厂家销售 |