文章目錄

• 一、有三個(gè)線程T1,T2,T3如何保證順序執(zhí)行
• 二、AQS
• 三、CountDownLatch
• 四、CyclicBarrier
• 五、Semaphore
• 六、自旋鎖
• 七、偏向鎖
• 八、輕量級(jí)鎖
• 九、重量級(jí)鎖
• 十、Synchronized升級(jí)流程
• 十一、可重入鎖（ReentrantLock）
• 十二、synchronized和Lock區(qū)別
• 十三、樂(lè)觀鎖
• 十四、悲觀鎖
• 總結(jié)

一、有三個(gè)線程T1,T2,T3如何保證順序執(zhí)行

可以使用線程類中的join方法，在一個(gè)線程中啟動(dòng)另一個(gè)線程，另外一個(gè)線程執(zhí)行完該線程繼續(xù)執(zhí)行。T3的run方法中執(zhí)行t2.join()，T2的run方法中執(zhí)行t1.join()，這樣就會(huì)按照T1,T2,T3的順序執(zhí)行了。

二、AQS

AQS是java.util.concurrent包下的工具類，全稱是AbstractQueuedSynchronizer抽象隊(duì)列同步器，AQS是多線程同步器，Lock、CountDownLatch、Semaphore都用到了AQS，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)AQS提供了兩種鎖機(jī)制，分別是排它鎖和共享鎖。排它鎖：就是存在多線程競(jìng)爭(zhēng)同一共享資源時(shí)，同一時(shí)刻只允許一個(gè)線程訪問(wèn)該共享資源，也就是多個(gè)線程中只能有一個(gè)線程獲得鎖資源，比如Lock中的ReentrantLock重入鎖實(shí)現(xiàn)就是用到了AQS中的排它鎖功能。共享鎖：也稱為讀鎖，就是在同一時(shí)刻允許多個(gè)線程同時(shí)獲得鎖資源，比如CountDownLatch、Semaphore都是用到了AQS中共享鎖功能。

三、CountDownLatch

CountDownLatch是基于執(zhí)行時(shí)間的同步類，允許一個(gè)或多個(gè)線程等待其他線程完成操作，構(gòu)造方法接收一個(gè)int參數(shù)作為計(jì)數(shù)器，如果要等待n個(gè)點(diǎn)就傳入n，每次調(diào)用countDown方法時(shí)計(jì)數(shù)器減1，await方法阻塞當(dāng)前線程直到計(jì)數(shù)器變?yōu)?，由于countDown方法可用在任何地方，所以n個(gè)點(diǎn)既可以是n個(gè)線程，也可以是一個(gè)線程里的n個(gè)執(zhí)行步驟。

public class CountDownLatchDemo { //主線程等待子線程執(zhí)行完畢 public static void main(String[] args) throws InterruptedException { CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5); for (int i = 0; i { try { Thread.sleep(5000); } catch (Exception e) { } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “執(zhí)行了此任務(wù)”); countDownLatch.countDown(); }).start(); } countDownLatch.await(); System.out.println(“執(zhí)行主線程代碼”); }}public class CountDownLatchDemo { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //子線程等主線程計(jì)數(shù)器變0一起執(zhí)行 CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1); for (int i = 0; i { try { countDownLatch.await(); } catch (Exception e) { } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “執(zhí)行了此任務(wù)”); }).start(); } Thread.sleep(5000); System.out.println(“執(zhí)行主線程代碼”); countDownLatch.countDown(); }}

四、CyclicBarrier

循環(huán)屏障是基于同步到達(dá)某個(gè)點(diǎn)的信號(hào)量觸發(fā)機(jī)制，作 是讓 組線程到達(dá) 個(gè)屏障時(shí)被阻塞，直到最后 個(gè)線程到達(dá)屏障才會(huì)解除。構(gòu)造 法中的參數(shù)表示攔截線程數(shù)量，每個(gè)線程調(diào) await 法告訴CyclicBarrier 已到達(dá)屏障，然后被阻塞。還 持在構(gòu)造 法中傳 個(gè) Runnable 任務(wù)，當(dāng)線程到達(dá)屏障時(shí)會(huì)優(yōu)先執(zhí) 該任務(wù)。適 于多線程計(jì)算數(shù)據(jù)，最后合并計(jì)算結(jié)果的應(yīng) 場(chǎng)景。CountDownLacth 的計(jì)數(shù)器只能 次， CyclicBarrier 的計(jì)數(shù)器可使 reset 法重置，所以CyclicBarrier 能處理更為復(fù)雜的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，例如計(jì)算錯(cuò)誤時(shí)可 重置計(jì)數(shù)器重新計(jì)算。

五、Semaphore

信號(hào)量 來(lái)控制同時(shí)訪問(wèn)特定資源的線程數(shù)量，通過(guò)協(xié)調(diào)各個(gè)線程以保證合理使 公共資源。信號(hào)量可以 于流量控制，特別是公共資源有限的應(yīng) 場(chǎng)景， 如數(shù)據(jù)庫(kù)連接。Semaphore 的構(gòu)造 法參數(shù)接收 個(gè) int 值，表示可 的許可數(shù)量即最 并發(fā)數(shù)。使 acquire 法獲得 個(gè)許可證，使 release 法歸還許可，還可以 tryAcquire 嘗試獲得許可。

六、自旋鎖

synchronized是重量級(jí)鎖，拿到鎖必須要阻塞，當(dāng)量大的時(shí)候會(huì)一直阻塞喚醒，優(yōu)化一下，不要讓其阻塞，只是告訴有這么個(gè)標(biāo)記，在synchronized的邊界做循環(huán)，這就是自旋，如果做了多次循環(huán)發(fā)現(xiàn)還沒(méi)有獲得鎖，再阻塞。

七、偏向鎖

有一個(gè)線程來(lái)訪問(wèn)代碼塊，沒(méi)有鎖的競(jìng)爭(zhēng)，偏向某個(gè)線程，把偏向鎖的偏向標(biāo)記存儲(chǔ)為線程的線程id（主要是同一個(gè)線程反復(fù)搶占鎖的場(chǎng)景），只有一個(gè)線程，如果線程搶占那么就會(huì)升級(jí)成輕量級(jí)鎖，偏向鎖默認(rèn)是關(guān)閉的。

八、輕量級(jí)鎖

有線程競(jìng)爭(zhēng)，自旋去判斷這個(gè)對(duì)象的鎖是否釋放，自旋次數(shù)（默認(rèn)根據(jù)上一次自旋次數(shù)和鎖的釋放時(shí)間來(lái)決定），會(huì)升級(jí)重量級(jí)鎖

九、重量級(jí)鎖

線程阻塞等待。

十、Synchronized升級(jí)流程

首先synchronized會(huì)嘗試使用偏向鎖的方式去競(jìng)爭(zhēng)鎖資源，如果能夠競(jìng)爭(zhēng)到偏向鎖，表示加鎖成功直接返回。如果競(jìng)爭(zhēng)鎖失敗，說(shuō)明當(dāng)前鎖已經(jīng)偏向了其他線程，需要將鎖升級(jí)到輕量級(jí)鎖，在輕量級(jí)鎖狀態(tài)下，競(jìng)爭(zhēng)鎖的線程根據(jù)自適應(yīng)自旋次數(shù)去搶占鎖資源。如果在輕量級(jí)鎖狀態(tài)下還是沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)到鎖，就只能升級(jí)到重量級(jí)鎖，在重量級(jí)鎖狀態(tài)下，沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)到鎖的線程就會(huì)被阻塞，線程的狀態(tài)就是Blocked。

十一、可重入鎖（ReentrantLock）

在運(yùn)行的某個(gè)函數(shù)或者代碼，因?yàn)閾屨假Y源或者中斷等原因?qū)е潞瘮?shù)或者代碼的運(yùn)行中斷，等待中斷程序執(zhí)行結(jié)束后，重新進(jìn)入這個(gè)函數(shù)或者代碼中運(yùn)行，并且運(yùn)行結(jié)果不會(huì)受到影響，那么這個(gè)函數(shù)或者代碼就是可重入的。ReentrantLock類實(shí)現(xiàn)了Lock，它擁有與synchronized相同的并發(fā)性和內(nèi)存語(yǔ)義。線程A在第一次搶占到鎖，在還沒(méi)有釋放之前再次得到鎖，這個(gè)時(shí)候就不需要重新?lián)屨兼i，而是增加重入次數(shù)，然后鎖需要被釋放兩次才能獲得真正的釋放。ReentrantLock是一種可重入的排它鎖，主要用來(lái)解決多線程對(duì)共享資源競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題特性：1)支持可重入。2)支持公平和非公平。3)提供了阻塞競(jìng)爭(zhēng)鎖和非阻塞競(jìng)爭(zhēng)鎖的兩種方法，分別是lock()和tryLock()。幾個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)：鎖的競(jìng)爭(zhēng)，ReentrantLock通過(guò)互斥變量，使用CAS機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)到鎖的線程，使用了AbstractQueuedSynchronized這樣一個(gè)隊(duì)列同步器來(lái)存儲(chǔ)，底層是通過(guò)雙向鏈表來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)鎖被釋放之后，會(huì)從AQS隊(duì)列里的頭部喚醒下一個(gè)等待鎖的線程。公平和非公平的特性，主要體現(xiàn)在競(jìng)爭(zhēng)鎖的時(shí)候，是否需要判斷AQS隊(duì)列存在等待中的線程。等待隊(duì)列里的鎖則是公平鎖，如果都可以競(jìng)爭(zhēng)鎖，則是非公平鎖。鎖的重入特性，在AQS里面有一個(gè)成員變量來(lái)保存當(dāng)前獲得鎖的線程，當(dāng)同一個(gè)線程下次再來(lái)競(jìng)爭(zhēng)鎖的時(shí)候，就不會(huì)去走鎖競(jìng)爭(zhēng)的邏輯，而是直接增加重入次數(shù)。

十二、synchronized和Lock區(qū)別

十三、樂(lè)觀鎖

對(duì)于并發(fā)間操作產(chǎn)生的線程安全問(wèn)題持樂(lè)觀狀態(tài)，樂(lè)觀鎖認(rèn)為競(jìng)爭(zhēng)不總是會(huì)發(fā)生，因此它不需要持有鎖，將比較替換這兩個(gè)動(dòng)作作為一個(gè)原子操作嘗試去修改內(nèi)存中的變量，如果失敗則表示發(fā)生沖突，那么就應(yīng)該有相應(yīng)的重試邏輯。

十四、悲觀鎖

對(duì)于并發(fā)間操作產(chǎn)生的線程安全問(wèn)題持悲觀狀態(tài)，悲觀鎖認(rèn)為競(jìng)爭(zhēng)總是會(huì)發(fā)生，因此每次對(duì)某資源進(jìn)行操作時(shí)，都會(huì)持有一個(gè)獨(dú)占的鎖，就像synchronized，直接上鎖操作資源。

總結(jié)

擇一良人，選一城市，三餐四季，春夏秋冬