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    伴头胸痞、中用心晕、悸,脉滑,还应加(,女,外治疗主穴除取,白舌苔,痰涎呕吐。

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  • 自旋对于synchronized关键字的底层意义与价值分析:对于synchronized关键字的底层意义和价值分析,下面用纯理论的方式来对它进行阐述,自旋这个概念就会应运而生,还是很重要的,下面阐述下:JVM中的同步是基于进入...

    自旋对于synchronized关键字的底层意义与价值分析:

    对于synchronized关键字的底层意义和价值分析,下面用纯理论的方式来对它进行阐述,自旋这个概念就会应运而生,还是很重要的,下面阐述下:

    JVM中的同步是基于进入与退出监视器对象(Monitor,也叫管程对象)来实现的,每个对象实例都会有一个Monitor对象,Monitor对象会和Java对象一同创建并销毁。Monitor对象是由C++来实现的【未来会通过openjdk来分析C++的底层实现的】。

    当多个线程同时访问一段同步代码时,这些线程会被放到一个EntrySet集合中,处于阻塞状态的线程都会被放到该列表当中。接下来,当线程获取到对象的Monitor时,Monitor是依赖于底层操作系统的mutex lock来实现互斥的,线程获取mutex成功,则会持有该mutex,这时其它线程就无法再获取到该mutex。

    如果线程调用了wait()方法,那么该线程就会释放掉所持有的mutex,并且该线程会进入到WaitSet集合(等待集合)中,等待下一次被其他线程调用notify/notifyAll唤醒。如果当前线程顺利执行完毕方法,那么它也会释放掉所持有的mutex。

    总结一下:同步锁在这种实现方式当中,因为Monitor是依赖于底层的操作系统实现,这样就存在用户态和内核态之间的切换,所以会增加性能开销。

    通过对象互斥锁的概念来保证共享数据操作的完整性。每个对象都对应于一个可称为“互斥锁”的标记,这个标记用于保证在任何时刻,只能有一个线程访问该对象。

    那些处于EntrySet和WaitSet中的线程均处于阻塞状态,阻塞操作是由操作系统来完成的,在linux下是通过pthread_mutex_lock函数实现的。线程被阻塞后便会进入到内核调度状态,这会导致系统在用户态和内核态之间切换,严重影响锁的性能。

    解决上述问题的办法便是自旋【Spin】。其原理是:当发生对Monitor的争用时,若owner能够在很短的时间内释放掉锁,则那些正在争用的线程就可以稍微等待一下(既所谓的自旋),在Owner线程释放锁之后,争用线程可能会立刻获取到锁,从而避免了系统阻塞。不过,当Owner运行的时间超过了临界值后,争用线程自旋一段时间后依然无法获取到锁,这时争用线程则会停止自旋而进入到阻塞状态。所以总体的思想是:先自旋,不成功再进行阻塞,尽量降低阻塞的可能性,这对那些执行时间很短的代码来说有极大的性能提升。显然,自旋在多处理器(多核心)上才有意义 。

    互斥锁属性详解与Monitor对象特性解说:

    在上面标红的关键词中提到了互斥锁,下面对其相关的属性进行说明一下:

    1、PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP:这是缺省值,也就是普通锁。当一个线程加锁以后,其余请求锁的线程将会形成一个等待队列,并且在解锁后按照优先级获取到锁。这种策略可以确保资源分本怕公平性。

    2、PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE_NP:嵌套锁。允许一个线程对同一个锁成功获取多次,并通过unlock解锁【如果调用三次,则需要unlock三次】。如果是不同线程请求,则在加锁线程解锁时重新进行竞争。

    3、PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK_NP:检错锁。如果一个线程请求了同一个锁,则返回EDEADLK,否则与PTHREAD_MUTEX_TIMED_NP类型动作相同,这样就保证了当不允许多次加锁时不会出现最简单情况下的死锁。

    4、PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP:适应锁。动作最简单的锁类型,仅仅等待解锁后重新竞争。

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  • Java之加互斥锁

    2021-07-18 18:30:24
    哪个关键字可以对对象加互斥锁?(A) A synchronized B volatile C serialize D static synchronized的4种用法 方法声明时使用,放在范围操作符(public等之后),返回类型声明(void等)之前,这时,线程获得的是成员...

    哪个关键字可以对对象加互斥锁?(A)
    A synchronized
    B volatile
    C serialize
    D static

    synchronized的4种用法

    1. 方法声明时使用,放在范围操作符(public等之后),返回类型声明(void等)之前,这时,线程获得的是成员锁,即一次只有一个线程进入该方法,其他线程要想再此时调用该方法,只能排队等候,当前线程(就是在synchronized方法内部的线程)执行完该方法后,别的线程才能进入。
    public synchronized void synMethod(){
    //方法体
    }
    
    1. 对某一代码块使用,synchronize后跟括号,括号里面是变量,这样一次只有一个线程进入该代码块,此时,线程获得的是成员锁
    public int synMethod(int a){
        synchronized(a){
            //一次只有一个线程进入
        }
    }
    
    1. synchronized后面括号里是一对象,此时,线程获得的是对象锁。例子:经典的多窗口卖票问题就可以采用此方法使用synchronized进行上锁
    public class Ticket {
        private int num = 100;
    
        //卖票过程
        public void saleTicket(){
            synchronized (this) {
                if (num > 0) {
                    //模拟出票
                    try {
                        Thread.sleep((int) (Math.random() * 100));
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    //卖票
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "售出" + num-- + "号票");
                    //System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "出票完成");
                } /*else {
                    System.out.println("售完");
                }*/
            }
        }
    
        public int getNum() {
            return num;
        }
    }
    
    public class TicketTread implements Runnable{
        private  Ticket ticket;
    
        //构造方法使得三个线程运行同一个Ticket对象
        public TicketTread(Ticket ticket) {
            this.ticket = ticket;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            while (ticket.getNum() > 0){
                ticket.saleTicket();
            }
        }
    }
    

    对于方法3,如果线程进入,则得到当前对象锁,那么别的线程在该类所有对象上的任何操作都不能进行,在对象级使用锁通常是一种比较粗糙的方法。

    如果一个对象拥有多个资源,就不需要只为了让一个线程使用其中一部分资源,就将所有线程都锁在外面。由于每个对象都有锁,可以如下所示使用虚拟对象来上锁

    class FineGrainLock {
     
       MyMemberClass x, y;
       Object xlock = new Object(), ylock = new Object();
     
       public void foo() {
          synchronized(xlock) {
             //xlock对象使用的资源的代码块
          }
     
          //可以在此进行一部分操作,但不要使用共享资源
     
          synchronized(ylock) {
             //ylock对象使用的资源代码块
          }
       }
     
       public void bar() {
          synchronized(this) {
             //xlock和ylock共享资源使用时,写到这部分
          }
          //可以在此进行一部分操作,但不要使用共享资源
       }
      }
    
    1. synchronized后面括号里是类,此时,线程获得的是对象锁。如果线程进入,则线程在该类中所有操作不能进行,包括静态变量和静态方法的代码块的同步,通常用此方法加锁。

    Volatile原理

    先行知识:

    在进行多线程编程时能够保证程序执行的正确性,JVM内存模型为我们提供了1.原仔细、2.可见性、3.有序性。

    Java内存模型具备一些先天的"有序性",即不需要通过任何手段就能够得到保证的有序性,这个通常也称为happens-before原则。如果两个操作的执行次序无法从happens-before原则推导出来,那么它们就不能保证它们的有序性,虚拟机可以随意地对它们进行重排序。

    happens-before原则(先行发生原则):

    • 程序次序规则:一个线程内,按照代码顺序,书写在前面的操作先行发生于书写在后面的操作。
    • 锁定规则:一个unlock操作先行发生于后面对同一个锁unlock操作。
    • volatile变量规则:对一个变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作。
    • 传递规则:如果操作A先行发生于操作B,而操作B又先行操作C,则可以得出操作A先行发生于操作C。
    • 线程启动规则:Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每一个动作
    • 线程中断规则:对线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生
    • 线程终结规则:线程中所有的操作都先行发生于线程的终止检测,可以通过Thread.join()方法结束
    • 对象终结规则:一个对象的初始化完成先行发生于他的finalize()方法的开始

    volatile

    用来确保将变量的更新操作通知到其他线程, 当把变量声明为volatile类型后, 编译器与运行时都会注意到这个变量是共享的, 因此不会将该变量上的操作与其他内存操作一起重排序. 然而, 在访问volatile变量时, 不会执行加锁操作, 因此也就不会使执行线程阻塞, 因此, volatile变量是一种比synchronized关键字更轻量级的同步机制。

    深入剖析

    1. volatile关键字的两层语义
      一旦一个共享变量(类的成员变量、类的静态成员变量)被volatile修饰之后,那么就具备了两层语义:
      1. 保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性,即一个线程修改了某个变量的值,这新值对其他线程来说是立即可见的。
      2. 禁止进行指令重排序

    volatile修饰之后变得不一样了:

    1. 使用volatile关键字会强制将修改的值立即写入主存;
    2. 使用volatile关键字的话,当线程进行修改时,会导致线程1的工作内存中缓存stop的缓存行无效(反应到硬件层的话,就是CPU的L1或者L2缓存中对应的缓存行无效);
    3. 由于线程1的工作内存中缓存变量stop的缓存行无效,所以线程1再次读取变量stop的值会去主存读取。

    volatile不能保证原子性,能保证可见性,在一定程度上保证有序性,原因:volatile关键字禁止指令重排序。
    volatile关键字禁止指令重排序有两层意思:

    1. 当程序执行到volatile变量的读操作或者写操作时,在其前面的操作的更改肯定全部已经进行,且结果已经对后面的操作可见;在其后面的操作肯定肯定还没有进行;
    2. 在进行指令优化时,不能将在对volatile变量访问的语句放在其后面执行,也不能volatile变量后面的语句放在其前面执行。

    volatile的原理和实现机制

    volatile的原理和实现机制

    前面讲述了源于volatile关键字的一些使用,下面我们来探讨一下volatile到底如何保证可见性和禁止指令重排序的。

    下面这段话摘自《深入理解Java虚拟机》:

    “观察加入volatile关键字和没有加入volatile关键字时所生成的汇编代码发现,加入volatile关键字时,会多出一个lock前缀指令”

    lock前缀指令实际上相当于一个内存屏障(也成内存栅栏),内存屏障会提供3个功能:

    1)它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置,也不会把前面的指令排到内存屏障的后面;即在执行到内存屏障这句指令时,在它前面的操作已经全部完成;

    2)它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存;

    3)如果是写操作,它会导致其他CPU中对应的缓存行无效。

    使用volatile关键字的场景

    synchronized关键字是防止多个线程同时执行一段代码,那么就会很影响程序执行效率,而volatile关键字在某些情况下性能要优于synchronized,但是要注意volatile关键字是无法替代synchronized关键字的,因为volatile关键字无法保证操作的原子性。通常来说,使用volatile必须具备以下2个条件:

    1)对变量的写操作不依赖于当前值

    2)该变量没有包含在具有其他变量的不变式中

    实际上,这些条件表明,可以被写入 volatile 变量的这些有效值独立于任何程序的状态,包括变量的当前状态。

    本文转载参考文章:java面试题6 牛客:哪个关键字可以对对象加互斥锁?
    原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_43392489/article/details/102677511

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  • 死锁:1、什么是死锁:一般情况下,如果同一个线程先后两次调用lock,在第二次调用时,由于已经被占用,该线程会挂起等待别的线程释放,然而正是被自己占用着的,该线程又被挂起而没有机会释放,因此就永远...

    死锁:

    1、什么是死锁:

    一般情况下,如果同一个线程先后两次调用lock,在第二次调用时,由于锁已经被占用,该线程会挂起等待别的线程释放锁,然而锁正是被自己占用着的,该线程又被挂起而没有机会释放锁,因此就永远处于挂起等待状态了,这叫做死锁(Deadlock)。

    另一种:若线程A获得了锁1,线程B获得了锁2,这时线程A调用lock试图获得锁2,结果是需要挂起等待线程B释放锁2,而这时线程B也调用lock试图获得锁1,结果是需要挂起等待线程A释放锁1,于是线程A和B都永远处于挂起状态了。

    2、死锁产生的四个必要条件:

    (1) 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用

    (2) 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。

    (3) 不剥夺条件:进程已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。

    (4) 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

    这四个条件是死锁的必要条件,只要系统发生死锁,这些条件必然成立,而只要上述条件之一不满足,就不会发生死锁。

    3、如何避免死锁:

    预防死锁:

    资源一次性分配:(破坏请求和保持条件)

    可剥夺资源:即当某进程新的资源未满足时,释放已占有的资源(破坏不可剥夺条件)

    资源有序分配法:系统给每类资源赋予一个编号,每一个进程按编号递增的顺序请求资源,释放则相反(破坏环路等待条件)

    避免死锁:

    预防死锁的几种策略,会严重地损害系统性能。因此在避免死锁时,要施加较弱的限制,从而获得 较满意的系统性能。由于在避免死锁的策略中,允许进程动态地申请资源。因而,系统在进行资源分配之前预先计算资源分配的安全性。若此次分配不会导致系统进入不安全状态,则将资源分配给进程;否则,进程等待。其中最具有代表性的避免死锁算法是银行家算法。

    检测死锁

    首先为每个进程和每个资源指定一个唯一的号码;

    然后建立资源分配表和进程等待表,例如:

    解除死锁:

    当发现有进程死锁后,便应立即把它从死锁状态中解脱出来,常采用的方法有:

    剥夺资源:从其它进程剥夺足够数量的资源给死锁进程,以解除死锁状态;

    撤消进程:可以直接撤消死锁进程或撤消代价最小的进程,直至有足够的资源可用,死锁状态.消除为止;所谓代价是指优先级、运行代价、进程的重要性和价值等。

    互斥锁:

    1、互斥锁基本原理:

    互斥锁是一个二元变量,其状态为开锁(允许0)和上锁(禁止1),将某个共享资源与某个特定互斥锁在逻辑上绑定(要申请该资源必须先获取锁)。

    (1)访问公共资源前,必须申请该互斥锁,若处于开锁状态,则申请到锁对象,并立即占有该锁,以防止其他线程访问该资源;如果该互斥锁处于锁定状态,则阻塞当前线程。

    (2)只有锁定该互斥锁的进程才能释放该互斥锁,其他线程试图释放无效。

    2、初始化互斥锁:

    使用之前,需要定义互斥锁,使用函数:pthread_mutex_t lock;进行定义。

    初始化锁:

    extern int    pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *_mutex,_const pthread_mutex_mutexattr_t* _mutexattr)

    第一个参数mutex指要初始化的互斥锁的指针。

    第二个参数mutexattr是指向对象的指针,如果该属性为空,则使用默认的属性。

    全用宏PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER来初始化静态分配的互斥锁(全局锁);

    3、申请互斥锁

    如果一个线程要占用共享资源,必须先申请对应互斥锁,使用函数:

    extern int pthread_mutex_lock(pthread_mutex* _mutex)以阻塞方式申请互斥锁;

    extern int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex* _mutex)以非阻塞方式申请互斥锁;

    若申请成功,返回0,否则,返回一个错误编号。

    4、释放互斥锁

    释放互斥锁用函数:

    extern int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t* _mutex)

    参数mutex是指向要解锁的互斥锁的指针

    释放只能由占有该互斥锁的线程完成,如果释放成功,返回0,失败返回错误编号。

    unlock中的释放锁操作同样只用一条指令实现,以保证它的原子性。

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空空如也

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