java单线程上锁_关于Java多线程编程锁优化的深入学习
正文
并發(fā)環(huán)境下進(jìn)行編程時(shí)，需要使用鎖機(jī)制來同步多線程間的操作，保證共享資源的互斥訪問。加鎖會帶來性能上的損壞，似乎是眾所周知的事情。然而，加鎖本身不會帶來多少的性能消耗，性能主要是在線程的獲取鎖的過程。如果只有一個(gè)線程競爭鎖，此時(shí)并不存在多線程競爭的情況，那么JVM會進(jìn)行優(yōu)化，那么這時(shí)加鎖帶來的性能消耗基本可以忽略。因此，規(guī)范加鎖的操作，優(yōu)化鎖的使用方法，避免不必要的線程競爭，不僅可以提高程序性能，也能避免不規(guī)范加鎖可能造成線程死鎖問題，提高程序健壯性。下面闡述幾種鎖優(yōu)化的思路。
一、盡量不要鎖住方法
在普通成員函數(shù)上加鎖時(shí)，線程獲得的是該方法所在對象的對象鎖。此時(shí)整個(gè)對象都會被鎖住。這也意味著，如果這個(gè)對象提供的多個(gè)同步方法是針對不同業(yè)務(wù)的，那么由于整個(gè)對象被鎖住，一個(gè)業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)在處理時(shí)，其他不相關(guān)的業(yè)務(wù)線程也必須wait。下面的例子展示了這種情況：
LockMethod類包含兩個(gè)同步方法，分別在兩種業(yè)務(wù)處理中被調(diào)用：
public class LockMethod {
public synchronized void busiA() {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "deal with bussiness A:"+i);
}
}
public synchronized void busiB() {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "deal with bussiness B:"+i);
}
}
}
BUSSA是線程類，用來處理A業(yè)務(wù)，調(diào)用的是LockMethod的busiA()方法：
public class BUSSB extends Thread {
LockMethod lockMethod;
void deal(LockMethod lockMethod){
this.lockMethod = lockMethod;
}
@Override
public void run() {
super.run();
lockMethod.busiB();
}
}
TestLockMethod類，使用線程BUSSA與BUSSB進(jìn)行業(yè)務(wù)處理：
public class TestLockMethod extends Thread {
public static void main(String[] args) {
LockMethod lockMethod = new LockMethod();
BUSSA bussa = new BUSSA();
BUSSB bussb = new BUSSB();
bussa.deal(lockMethod);
bussb.deal(lockMethod);
bussa.start();
bussb.start();
}
}
運(yùn)行程序，可以看到在線程bussa 執(zhí)行的過程中，bussb是不能夠進(jìn)入函數(shù) busiB()的，因?yàn)榇藭r(shí)lockMethod 的對象鎖被線程bussa獲取了。
二、縮小同步代碼塊，只鎖數(shù)據(jù)
有時(shí)候?yàn)榱司幊谭奖?#xff0c;有些人會synchnoized很大的一塊代碼，如果這個(gè)代碼塊中的某些操作與共享資源并不相關(guān)，那么應(yīng)當(dāng)把它們放到同步塊外部，避免長時(shí)間的持有鎖，造成其他線程一直處于等待狀態(tài)。尤其是一些循環(huán)操作、同步I/O操作。不止是在代碼的行數(shù)范圍上縮小同步塊，在執(zhí)行邏輯上，也應(yīng)該縮小同步塊，例如多加一些條件判斷，符合條件的再進(jìn)行同步，而不是同步之后再進(jìn)行條件判斷，盡量減少不必要的進(jìn)入同步塊的邏輯。
三、鎖中盡量不要再包含鎖
這種情況經(jīng)常發(fā)生，線程在得到了A鎖之后，在同步方法塊中調(diào)用了另外對象的同步方法，獲得了第二個(gè)鎖，這樣可能導(dǎo)致一個(gè)調(diào)用堆棧中有多把鎖的請求，多線程情況下可能會出現(xiàn)很復(fù)雜、難以分析的異常情況，導(dǎo)致死鎖的發(fā)生。下面的代碼顯示了這種情況：
synchronized(A){
synchronized(B){
}
}
或是在同步塊中調(diào)用了同步方法：
synchronized(A){
B b = objArrayList.get(0);
b.method(); //這是一個(gè)同步方法
}
解決的辦法是跳出來加鎖，不要包含加鎖：
{
B b = null;
synchronized(A){
b = objArrayList.get(0);
}
b.method();
}
四、將鎖私有化，在內(nèi)部管理鎖
把鎖作為一個(gè)私有的對象，外部不能拿到這個(gè)對象，更安全一些。對象可能被其他線程直接進(jìn)行加鎖操作，此時(shí)線程便持有了該對象的對象鎖，例如下面這種情況：
class A {
public void method1() {
}
}
class B {
public void method1() {
A a = new A();
synchronized (a) { //直接進(jìn)行加鎖 a.method1();
}
}
}
這種使用方式下，對象a的對象鎖被外部所持有，讓這把鎖在外部多個(gè)地方被使用是比較危險(xiǎn)的，對代碼的邏輯流程閱讀也造成困擾。一種更好的方式是在類的內(nèi)部自己管理鎖，外部需要同步方案時(shí)，也是通過接口方式來提供同步操作：
class A {
private Object lock = new Object();
public void method1() {
synchronized (lock){
}
}
}
class B {
public void method1() {
A a = new A();
a.method1();
}
}
五、進(jìn)行適當(dāng)?shù)逆i分解
考慮下面這段程序：
public class GameServer {
public Map> tables = new HashMap>();
public void join(Player player, Table table) {
if (player.getAccountBalance() > table.getLimit()) {
synchronized (tables) {
List tablePlayers = tables.get(table.getId());
if (tablePlayers.size() < 9) {
tablePlayers.add(player);
}
}
}
}
public void leave(Player player, Table table) {/*省略*/}
public void createTable() {/*省略*/}
public void destroyTable(Table table) {/*省略*/}
}
在這個(gè)例子中，join方法只使用一個(gè)同步鎖，來獲取tables中的List對象，然后判斷玩家數(shù)量是不是小于9，如果是，就調(diào)增加一個(gè)玩家。當(dāng)有成千上萬個(gè)List存在tables中時(shí)，對tables鎖的競爭將非常激烈。在這里，我們可以考慮進(jìn)行鎖的分解：快速取出數(shù)據(jù)之后，對List對象進(jìn)行加鎖，讓其他線程可快速競爭獲得tables對象鎖：
public class GameServer {
public Map < String,
List < Player >> tables = new HashMap < String,
List < Player >> ();
public void join(Player player, Table table) {
if (player.getAccountBalance() > table.getLimit()) {
List < Player > tablePlayers = null;
synchronized(tables) {
tablePlayers = tables.get(table.getId());
}
synchronized(tablePlayers) {
if (tablePlayers.size() < 9) {
tablePlayers.add(player);
}
}
}
}
public void leave(Player player, Table table) {
/*省略*/
}
public void createTable() {
/*省略*/
}
public void destroyTable(Table table) {
/*省略*/
}
}
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的java单线程上锁_关于Java多线程编程锁优化的深入学习的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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