04 develop07 专题并发基础语义

锁

Synchronized和ReentrantLock的相同点
ReentrantLock和synchronized都是独占锁
ReentrantLock和synchronized都是可重入的

ps 实现方法均不同

Synchronized和ReentrantLock的不同点：

  • ReentrantLock是Java层面的实现，synchronized是JVM层面的实现。
  • ReentrantLock可以实现公平和非公平锁。
  • ReentantLock获取锁时，限时等待，配合重试机制更好的解决死锁
  • ReentrantLock可响应中断

不同

  • 实现层面不一样。synchronized 是 Java 关键字，JVM层面 实现加锁和释放锁；Lock 是一个接口，在代码层面实现加锁和释放锁
  • 是否自动释放锁。synchronized 在线程代码执行完或出现异常时自动释放锁；Lock 不会自动释放锁，需要再 finally {} 代码块显式地中释放锁
  • 是否一直等待。synchronized 会导致线程拿不到锁一直等待；Lock 可以设置尝试获取锁或者获取锁失败一定时间超时
  • 获取锁成功是否可知。synchronized 无法得知是否获取锁成功；Lock 可以通过 tryLock 获得加锁是否成功
  • 功能复杂性。synchronized 加锁可重入、不可中断、非公平；Lock 可重入、可判断、可公平和不公平、细分读写锁提高效率
  • 锁绑定多个条件。ReentrantLock可以同时绑定多个Condition对象，只需多次调用newCondition方法即可;synchronized中，锁对象的wait()和notify()或notifyAll()方法可以实现一个隐含的条件。但如果要和多于一个的条件关联的时候，就不得不额外添加一个锁。
  • 性能。JDK 1.5中，synchronized还有很大的优化余地。JDK 1.6 中加入了很多针对锁的优化措施，synchronized与ReentrantLock性能方面基本持平。虚拟机在未来的改进中更偏向于原生的synchronized。

补充：关于synchronized关键字
1.Java中每个对象都有一个锁（lock）或者叫做监视器（monitor）。
2.ReentrantLock和synchronized持有的对象监视器不同。
3.如果某个synchronized方法是static的，那么当线程方法改方法时，它锁的并不是synchronized方法所在的对象，而是synchronized方法所在对象所对应的Class对象，因为Java中不管一个类有多少对象，这些对象会对应唯一一个Class对象。因此当线程分别访问同一个类的两个对象的两个static，synchronized方法时，是顺序执行的，亦即一个线程先执行，完毕之后，另一个才开始执行。
4.synchronized 方法是一种粗粒度的并发控制，某一时刻，只能有一个线程执行synchronized方法；synchronized块则是一种细粒度的并发控制。只会将块中代码同步，位于方法内，synchronized块之外的代码是可以被多个线程同时访问的。
5.synchronized关键字经过编译之后，会在同步块的前后分别形成monitorenter和monitorexit两个字节码指令，操作对象均为锁的计数器。
6.相同点：都是可重入的。可重入值的是同一个线程多次试图获取它所占的锁，请求会成功。当释放的时候，直到冲入次数清零，锁才释放。

synchronized和volatile的区别是什么？

作用：

synchronized 表示只有一个线程可以获取作用对象的锁，执行代码，阻塞其他线程。
volatile 表示变量在 CPU 的寄存器中是不确定的，必须从主存中读取。保证多线程环境下变量的可见性；禁止指令重排序。

区别：

synchronized 可以作用于变量、方法、对象；volatile 只能作用于变量。
synchronized 可以保证线程间的有序性（个人猜测是无法保证线程内的有序性，即线程内的代码可能被 CPU 指令重排序）、原子性和可见性；volatile 只保证了可见性和有序性，无法保证原子性。
synchronized 线程阻塞，volatile 线程不阻塞。
volatile 本质是告诉 jvm 当前变量在寄存器中的值是不安全的需要从内存中读取；sychronized 则是锁定当前变量，只有当前线程可以访问到该变量其他线程被阻塞。
volatile 标记的变量不会被编译器优化；synchronized 标记的变量可以被编译器优化。

volatile关键字能否保证线程安全？

单纯使用 volatile 关键字是不能保证线程安全的

volatile 只提供了一种弱的同步机制，用来确保将变量的更新操作通知到其他线程
volatile 语义是禁用 CPU 缓存，直接从主内存读、写变量。表现为：更新 volatile 变量时，JMM 会把线程对应的本地内存中的共享变量值刷新到主内存中；读 volatile 变量时，JMM 会把线程对应的本地内存设置为无效，直接从主内存中读取共享变量
当把变量声明为 volatile 类型后，JVM 增加内存屏障，禁止 CPU 进行指令重排