阿里二面:Java中锁的分类有哪些?你能说全吗?
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发布时间:2024-09-17 10:43
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时间:2024-09-24 21:08
在多线程并发编程场景中,锁是一种关键的同步工具,用于协调多个线程对共享资源的访问顺序。锁的核心作用是确保在特定时间段内,只有一个线程可以访问或修改资源,从而保护数据的完整性和一致性。
基于锁的获取与释放方式,Java中的锁可以分为显式锁和隐式锁。隐式锁是通过synchronized关键字实现的线程同步机制,当线程进入被synchronized修饰的方法或代码块时,它会自动获得对象级别的锁,退出时自动释放。而显式锁则由java.util.concurrent.locks.Lock接口及其实现类提供,允许开发者进行更精细和灵活的控制。
按照线程对资源的访问权限,锁可以分为独占锁和共享锁。独占锁确保在任一时刻,最多只有一个线程可以获得锁并访问资源,主要用于保护会被多个线程修改的共享资源。共享锁允许多个线程同时读取共享资源,但不允许修改,主要用于数据库系统和并发编程中。
根据锁的占有权是否可重入,锁可以分为可重入锁和不可重入锁。可重入锁允许线程在持有锁的状态下再次获取同一把锁,避免了死锁风险。而不可重入锁则禁止同一个线程在已经持有锁的前提下再度获取相同的锁。
基于获取锁的公平性,锁可以分为公平锁和非公平锁。公平锁按照线程请求锁的顺序来分配锁资源,确保线程调度的公平性。非公平锁则允许任何等待锁的线程在锁被释放时尝试获取,即使其他线程已经在等待队列中等待更长时间。
基于对共享资源的访问方式,锁可以分为悲观锁和乐观锁。悲观锁假设在并发环境下,多个线程对共享资源的访问极有可能发生冲突,因此在访问资源之前,先尝试获取并锁定资源。乐观锁则基于乐观假设:即在并发访问环境下,认为数据竞争不太可能发生,所以在读取数据时并不会立即加锁。
在Java中,JVM为了解决多线程环境下的同步问题,对锁机制进行了优化,将其分为偏向锁、轻量级锁和重量级锁三种状态。偏向锁适用于大多数时间只有一个线程访问同步代码块的场景。轻量级锁则用于提高多线程环境下锁的性能,尽量在用户态完成锁的获取与释放。重量级锁则是指在多线程编程中,为了保护共享资源而采取的一种较为传统的互斥同步机制。
分段锁是一种将数据或资源划分为多个段,并对每个段分配单独锁的锁机制,以提高系统的并发性能和可扩展性。自旋锁是一种简单的锁机制,用于多线程环境中的同步控制,当一个线程试图获取已经被另一个线程持有的锁时,该线程不会立即进入睡眠状态,而是不断地循环检查锁是否已经被释放。
总结来说,Java中的锁机制种类繁多,各有优缺点和适用场景。根据不同的并发需求和性能考量,开发者可以选择合适的锁机制。