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互斥同步进入阻塞状态的开销都很大,应该尽量避免。在许多应用中,共享数据的锁定状态只会持续很短的一段时间。自旋锁的思想是让一个线程在请求一个共享数据的锁时执行忙循环(自旋)一段时间,如果在这段时间内能获得锁,就可以避免进入阻塞状态。
高效并发是从 JDK5 升级到 JDK6 后一项重要的改进项,HotSpot 虚拟机开发团队在 JDK6 这个版本上花费了大量的资源去实现各种锁优化技术,如适应性自旋(Adaptive Spinning)、锁消除(Lock Elimination)、锁膨胀(Lock Coarsening)、 轻量级锁(Lightweight Locking) 、偏向锁(Biased Locking)等,这些技术都是为了在线程之间更高效地共享数据及解决竞争问题,从而提高程序的执行效率。
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虚拟机遇到一条 new 指令时,首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到这个类的符号引用,并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载过、解析和初始化过。如果没有,那必须先执行相应的类加载过程。
从JDK5到JDK6HotSpot虚拟机开发团队花费了大量的资源实现了各种锁优化技术,如适应性自旋(Adaptive Spinning)、锁消除(Lock Elimination)、锁膨胀(Lock Coarsening)、轻量级锁(LightEight Locking)、偏向锁(Biased Locking)等,这些技术都是胃了在线程之间更高效地共享数据及解决竞争问题,从而提供程序的执行效率。
我们都知道 synchronized 关键字能实现线程安全,但是你知道这背后的原理是什么吗?今天我们就来讲一讲 synchronized 实现线程同步背后的原因,以及相关的锁优化策略吧。
下图便是 Java 对象的创建过程,建议最好能写出来,并且要掌握每一步在做什么。
在我们介绍轻量级锁之前,我们先来了解一下在虚拟机底层锁是怎么实现的。在其它文章中我们已经介绍过了,虚拟机对象头主要存储了两部分信息。一部分用于存储指向方法区对象类型数据的指针。一部分是存储对象自身的运行时数据。如哈希码、 GC分代年龄等。官方称它为Mark Word。Mark Word是虚拟机底层实现轻量级锁和偏向锁的关键。下图为Mark Word中所包括的基本属性。
线程阻塞的时候,让等待的线程不放弃cpu执行时间,而是执行一个自旋(一般是空循环),这叫做自旋锁。
面试,难还是不难?取决于面试者的底蕴(气场+技能)、心态和认知及沟通技巧。面试其实可以理解为一场聊天和谈判,在这过程中有心理、思想上的碰撞和博弈。其实你只需要搞清楚一个逻辑:“面试官为什么会这样问?他希望听到什么答案?”然后针对性的准备和回答就行了,无他。
高效并发是程序员们写代码时一直所追求的,HotSpot虚拟机开发团队也为此付出了很多努力,为了在线程之间更高效地共享数据,以及解决竞争问题,HotSpot开发团队做出了各种锁的优化技术常见的有:自适应自旋锁(Adaptive Spinning)、锁消除(Lock Elimination)、锁粗化(Lock Coarsening)、轻量级锁(Lightweight Locking)和偏向锁(Biased Locking)等。
虚拟机遇到一条 new 指令时,首先将去检查这个指令的参数,是否能在常量池中定位到这个类的符号引用,并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载过、解析和初始化。如果没有,那必须先执行相应的类加载过程。
底层其实对应的是用monitorenter及monitorexit字节码指令包裹需要同步的执行。
在 Java 程序中,我们可以利用 synchronized 关键字来对程序进行加锁。它既可以用来声明一个 synchronized 代码块,也可以直接标记静态方法或者实例方法。
当多个线程同时访问一个对象时,如果不用考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替执行,也不需要进行额外的同步,或者在调用方进行任何其他的协调操作,调用这个对象的行为都可以获得正确的结果,那就称这个对象是线程安全的。
对象头的最后两位存储了锁的标志位,01是初始状态,没加锁状态,对象头里存储的是对象本身的哈希码。01是偏向锁状态,存储的是当前占用对象的线程ID。00是轻量级锁状态,存储指向线程栈中锁记录的指针。10是重量级锁状态,存储的技术就是重量级锁的指针了。
从JDK1.6开始,JVM对锁进行了各种优化,目的就是为了在线程间更高效的共享数据和解决互斥同步的问题。从锁优化的话题开始,可以引申出很多考点面试题,比如锁优化的技术、各优化技术的细节、CAS实现原理、CAS的ABA问题及如何解决等,持续发散还会引发更多问题,例如逃逸分析等,可以看出技术点都是相关联的,需要不断积累和梳理。
“ 高效并发是从JDK 1.5到JDK 1.6的一个重要改进,HotSpot虚拟机开发团队在这个版本上花费了大量的精力去实现各种锁优化技术,如适应性自旋(Adaptive Spinning)、 锁消除(Lock Elimination)、 锁粗化(Lock Coarsening)、 轻量级锁(Lightweight Locking)和偏向锁(Biased Locking)等,这些技术都是为了在线程之间更高效地共享数据,以及解决竞争问题,从而提高程序的执行效率”
高效并发是JDK5升级到JDK6后一项重要的改进,HotSpot虚拟机开发团队在这个版本上花费了巨大的资源去实现各种锁优化。比如,自旋锁,自适应自旋锁,锁消除,锁膨胀,轻量级锁,偏向锁等。这些技术都是为了在线程之间更高效的共享数据及解决竞争问题。从而提高程序的运行效率。
前言对象创建1.类加载检查2.分配内存分配内存的方式内存分配的并发问题3.初始化零值4.设置对象头:5. 执行init方法;对象内存布局对象头实例数据对齐填充对象访问方式使用句柄访问使用直接指针访问总结
看完你就会知道,线程如果锁住了某个资源,致使其他线程无法访问的这种锁被称为悲观锁,相反,线程不锁住资源的锁被称为乐观锁,而自旋锁是基于 CAS 机制实现的,CAS又是乐观锁的一种实现,那么对于锁来说,多个线程同步访问某个资源的流程细节是否一样呢?换句话说,在多线程同步访问某个资源时,锁的状态会如何变化呢?本篇文章来探讨一下。
在看下面的内容之间,希望大家对 Mark Word 有个大体的理解。Java 中一个对象在堆中的内存结构是这样的:
Synchronized是Java中解决并发问题的一种最常用的方法,也是最简单的一种方法。
Java在语言上支持了锁的特性,在很多常用类的实现中也使用了锁,对于Java开发者来说就可以很方便的使用这些锁及常用类。但是,随着锁的频繁使用及错用,随之而来的就是程序执行效率变低、应用变的缓慢。为了提高线程对共享数据访问的效率,HotSpot虚拟机从JDK1.5到JDK1.6做了重大改进,提供了很多锁优化技术,包括自旋锁、自适应自旋锁、锁消除、锁粗化、轻量级锁和偏向锁。
理解 synchronized 原理之前,我们需要补充一下 java 对象的知识。
面向过程:面向过程性能比面向对象高。因为对象调用需要实例化,开销比较大,较消耗资源,所以当性能是最重要的考量因素的时候,比如单片机、嵌入式开发、Linux/Unix 等,一般采用面向过程开发。但是,面向过程没有面向对象易维护、易复用、易扩展。面向对象:面向对象易维护、易复用、易扩展。因为面向对象有封装、继承、多态性的特性,所以可设计出低耦合的系统,使得系统更加灵活、更加易于维护。
对于 Java 程序员来说,在虚拟机自动内存管理机制下,不再需要像C/C++程序开发程序员这样为内一个 new 操作去写对应的 delete/free 操作,不容易出现内存泄漏和内存溢出问题。正是因为 Java 程序员把内存控制权利交给 Java 虚拟机,一旦出现内存泄漏和溢出方面的问题,如果不了解虚拟机是怎样使用内存的,那么排查错误将会是一个非常艰巨的任务。
简介:Java程序员不可不知的对象创建底层步骤细节 对象创建的流程步骤包括哪些 虚拟机遇到⼀条new指令时,⾸先检查这个对应的类能否在常量池中定位到⼀个类的符号引⽤ 判断这个类是否已被加载、解析和初始化 为这个新⽣对象在Java堆中分配内存空间,其中Java堆分配内存空间的⽅式主要有以下两种 指针碰撞 分配内存空间包括开辟⼀块内存和移动指针两个步骤 ⾮原⼦步骤可能出现并发问题,Java虚拟机采⽤CAS配上失败重试的⽅式保证更新操作的原⼦性 空闲列表 分配内存空间包括开辟⼀块内存和修改空闲列表两个步骤
记得刚刚开始学习Java的时候,一遇到多线程情况就是synchronized,相对于当时的我们来说synchronized是这么的神奇而又强大,那个时候我们赋予它一个名字“同步”,也成为了我们解决多线程情况的百试不爽的良药。但是,随着我们学习的进行我们知道synchronized是一个重量级锁,相对于Lock,它会显得那么笨重,以至于我们认为它不是那么的高效而慢慢摒弃它。 诚然,随着Javs SE 1.6对synchronized进行的各种优化后,synchronized并不会显得那么重了。下面跟随LZ一起
“当多个线程同时访问一个对象时,如果不用考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替执行,也不需要进行额外的同步,或者在调用方进行任何其他的协调操作,调用这个对象的行为都可以获得正确的结果,那就称这个对象是线程安全的。” 这个定义就很严谨而且有可操作性,它要求线程安全的代码都必须具备一个共同特征:代码本身封装了所有必要的正确性保障手段(如互斥同步等),令调用者无须关心多线程下的调用问题,更无须自己实现任何措施来保证多线程环境下的正确调用。
对于Java程序员来说,在虚拟机自动内存管理机制的帮助下,不再需要像 C/C++程序为每一个new操作去写配对 的delete/free代码,不容易出现内存泄漏和内存溢出问题。也正是因为Java程序员把控制内存的权力交给了Java虚拟机,一旦出现内存泄漏和溢出方面的问题,如果不了解虚拟机是怎样使用内存的,那排查错误、修正问题将会成为一项异常艰难的工作。
(3)修饰代码块,指定加锁对象,对给定对象加锁,进入同步代码库前要获得给定对象的锁
上篇博文中已经介绍过了jvm内存的概况,接下来我们从jvm的角度来重新来认识一下Java对象是如何创建。 Java是一门面向对象的语言,在Java程序运行的时候无时无刻都有对象的产生。在 语言方面 ,创建一个对象仅仅是一个new关键字而已。那么在 虚拟机中 ,对象(仅指普通对象,不包括数组和Class对象等)的创建又是一个怎么样的过程呢?
锁和同步是java多线程编程中非常常见的使用场景。为了锁定多线程共享的对象,Java需要提供一定的机制来实现共享对象的锁定,从而保证一次只有一个线程能够作用于共享对象。当第二个线程进入同一个区域的时候,必须等待第一个线程解锁该对象。
记得刚刚开始学习Java的时候,一遇到多线程情况就是synchronized。对于当时的我们来说,synchronized是如此的神奇且强大。我们赋予它一个名字“同步”,也成为我们解决多线程情况的良药,百试不爽。但是,随着学习的深入,我们知道synchronized是一个重量级锁,相对于Lock,它会显得那么笨重,以至于我们认为它不是那么的高效,并慢慢抛弃它。
记得刚刚开始学习Java的时候,一遇到多线程情况就是synchronized,相对于当时的我们来说synchronized是这么的神奇而又强大,那个时候我们赋予它一个名字“同步”,也成为了我们解决多线程情况的百试不爽的良药。但是,随着我们学习的进行我们知道synchronized是一个重量级锁,相对于Lock,它会显得那么笨重,以至于我们认为它不是那么的高效而慢慢摒弃它。 诚然,随着Javs SE 1.6对synchronized进行的各种优化后,synchronized并不会显得那么重了。下面跟随LZ一起来探索synchronized的实现机制、Java是如何对它进行了优化、锁优化机制、锁的存储结构和升级过程;
当一个线程访问一个对象时,如果不用考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替执行,也不需要进行额外的同步,或者在调用方法进行任何其他协调操作,调用这个对象的行为都可以获得正确的结果,那这个对象是线程安全的。 线程安全的代码都必须具备一个特征:代码本身封装了所有必要的正确性保障手段(如互斥同步等),令调用者无需关心多线程的问题,更无须自己采取任何措施来保证多线程的正确调用。
从JDK6版本开始,HotSpot虚拟机开发团队就花费了大量的资源来实现各种的锁优化技术,前面介绍到的轻量级锁(Lightweight Locking)、偏向锁(Biased Locking)就是其中的两种方式,而今天要讲的自旋锁(Adaptive Spinning)也是为了在线程之间更高效地共享数据及解决竞争问题,从而提高程序的执行效率。
高效并发是 JVM 系列的最后一篇,本篇主要介绍虚拟机如何实现多线程、多线程间如何共享和竞争数据以及共享和竞争数据带来的问题及解决方案。
记得刚刚开始学习Java的时候,一遇到多线程情况就是synchronized,相对于当时的我们来说synchronized是这么的神奇而又强大,那个时候我们赋予它一个名字“同步”,也成为了我们解决多线程情况的百试不爽的良药。但是,随着我们学习的进行我们知道synchronized是一个重量级锁,相对于Lock,它会显得那么笨重,以至于我们认为它不是那么的高效而慢慢摒弃它。 诚然,随着Javs SE 1.6对synchronized进行的各种优化后,synchronized并不会显得那么重了。下面跟随LZ一
当Java虚拟机遇到字节码new指令时,首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用,并且检查这个符号引用代表的类是否已经被加载、解析和初始化过;如果没有,那么必须先执行相应的类加载过程
高效并发是从 JDK 1.5 到 JDK 1.6 的一个重要改进,HotSpot 虚拟机开发团队在这个版本上花费了大量的精力去实现各种锁优化技术,如适应性自旋(Adaptive Spinning)、锁消除(Lock Elimination)、锁粗化(Lock Coarsening)、轻量级锁(Lightweight Locking)和偏向锁(Biased Locking)等,这些技术都是为了在线程之间高效地共享数据,以及解决竞争问题,从而提交程序的执行效率。
在 JDK 1.6 之前,synchronized 性能令人担忧,但是 1.6 之后,JVM 团队针对 synchronized 做了很多的优化,让 synchroized 在性能层面相比较 ReentrantLock 不相上下。那么,JVM 团队做了哪些优化呢?
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