欧美bbbwbbbw肥妇,免费乱码人妻系列日韩,一级黄片

Java并發(fā)編程加鎖導(dǎo)致的活躍性問題詳解方案

 更新時間:2021年10月29日 09:21:59   作者:該用戶快成仙了  
所謂并發(fā)編程是指在一臺處理器上"同時"處理多個任務(wù)。并發(fā)是在同一實體上的多個事件。多個事件在同一時間間隔發(fā)生,所以編寫正確的程序很難,而編寫正確的并發(fā)程序則難上加難

我們主要處理鎖帶來的問題.
首先就是最出名的死鎖

死鎖(Deadlock)

什么是死鎖

JAVA并發(fā)之加鎖導(dǎo)致的活躍性問題

死鎖是當(dāng)線程進(jìn)入無限期等待狀態(tài)時發(fā)生的情況,因為所請求的鎖被另一個線程持有,而另一個線程又等待第一個線程持有的另一個鎖 導(dǎo)致互相等待。總結(jié):多個線程互相等待對方釋放鎖。

例如在現(xiàn)實中的十字路口,鎖就像紅綠燈指示器,一旦鎖壞了,就會導(dǎo)致交通癱瘓。
那么該如何避免這個問題呢

死鎖的解決和預(yù)防

1.超時釋放鎖

>顧名思義,這種避免死鎖的方式是在嘗試獲取鎖的時候加一個超時時間,這就意味著,如果一個線程在獲取鎖的門口等待太久這個線程就會放棄這次請求,退還并釋放所有已經(jīng)獲得的鎖,再在等待一段隨機(jī)時間后再次嘗試,這段時間其他的線程伙伴可以去嘗試拿鎖.

public interface Lock {
	//自定義異常類
    public static class TimeOutException extends Exception{
        public TimeOutException(String message){
            super(message);
        }
    }
	//無超時鎖,可以被打斷
    void lock() throws  InterruptedException;
    //超時鎖,可以被打斷
    void lock(long molls) throws InterruptedException,TimeOutException;
    //解鎖
    void unlock();
    //獲取當(dāng)前等待的線程
    Collection<Thread> getBlockedThread();
    //獲取當(dāng)前阻塞的線程數(shù)目
    int getBlockSize();
}
public class BooleanLock  implements Lock{
    private boolean initValue;
    private Thread currenThread;
    public BooleanLock(){
        this.initValue = false;
    }
    private Collection<Thread> blockThreadCollection = new ArrayList<>();
 
    @Override
    public synchronized void lock() throws InterruptedException {
        while (initValue){
            blockThreadCollection.add(Thread.currentThread());
            this.wait();
        }
        //表明此時正在用,別人進(jìn)來就要鎖住
        this.initValue = true;
        currenThread = Thread.currentThread();
        blockThreadCollection.remove(Thread.currentThread());//從集合中刪除
    }
 
    @Override
    public synchronized void lock(long mills) throws InterruptedException, TimeOutException {
        if (mills<=0){
            lock();
        }else {
            long hasRemain = mills;
            long endTime = System.currentTimeMillis()+mills;
            while (initValue){
                if (hasRemain<=0)
                    throw new TimeOutException("Time out");
                blockThreadCollection.add(Thread.currentThread());
                hasRemain = endTime-System.currentTimeMillis();
            }
            this.initValue = true;
            currenThread = Thread.currentThread();
        }
 
 
    }
 
    @Override
    public synchronized void unlock() {
        if (currenThread==Thread.currentThread()){
            this.initValue = false; //表明鎖已經(jīng)釋放
            Optional.of(Thread.currentThread().getName()+ " release the lock monitor").ifPresent(System.out::println);
            this.notifyAll();
        }
    }
 
    @Override
    public Collection<Thread> getBlockedThread() {
        return Collections.unmodifiableCollection(blockThreadCollection);
    }
 
    @Override
    public int getBlockSize() {
        return blockThreadCollection.size();
    }
}
public class BlockTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    final BooleanLock booleanLock = new BooleanLock();
    // 使用Stream流的方式創(chuàng)建四個線程
        Stream.of("T1","T2","T3","T4").forEach(name->{
            new Thread(()->{
                try {
                    booleanLock.lock(10);
                    Optional.of(Thread.currentThread().getName()+" have the lock Monitor").ifPresent(System.out::println);
                    work();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (Lock.TimeOutException e) {
                    Optional.of(Thread.currentThread().getName()+" time out").ifPresent(System.out::println);
                } finally {
                    booleanLock.unlock();
                }
            },name).start();
        });
    }
 
  	//如果是需要一直等待就調(diào)用 lock(),如果是超時要退出來就調(diào)用超時lock(long millo)
    private static void work() throws InterruptedException{
        Optional.of(Thread.currentThread().getName()+" is 		working.....'").ifPresent(System.out::println);
        Thread.sleep(40_000);
    }
}

運行:

T1 have the lock Monitor
T1 is working.....
T2 time out
T4 time out
T3 time out

2.按順序加鎖

>按照順序加鎖是一種有效防止死鎖的機(jī)制,但是這種方式,你需要先知道所有可能用到鎖的位置,并對這些鎖安排一個順序

3.死鎖檢測

 >死鎖檢測是一個更好的死鎖預(yù)防機(jī)制,主要用于超時鎖和按順序加鎖不可用的場景每當(dāng)一個線程獲得了鎖,會在線程和鎖相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中(map、graph 等等)將其記下。除此之外,每當(dāng)有線程請求鎖,也需要記錄在這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。當(dāng)一個線程請求鎖失敗時,這個線程可以遍歷鎖的關(guān)系圖看看是否有死鎖發(fā)生。

如果檢測出死鎖,有兩種處理手段:

  • 釋放所有鎖,回退,并且等待一段隨機(jī)的時間后重試。這個和簡單的加鎖超時類似,不一樣的是只有死鎖已經(jīng)發(fā)生了才回退,而不會是因為加鎖的請求超時了。雖然有回退和等待,但是如果有大量的線程競爭同一批鎖,它們還是會重復(fù)地死鎖,原因同超時類似,不能從根本上減輕競爭.
  • 一個更好的方案是給這些線程設(shè)置優(yōu)先級,讓一個(或幾個)線程回退,剩下的線程就像沒發(fā)生死鎖一樣繼續(xù)保持著它們需要的鎖。如果賦予這些線程的優(yōu)先級是固定不變的,同一批線程總是會擁有更高的優(yōu)先級。為避免這個問題,可以在死鎖發(fā)生的時候設(shè)置隨機(jī)的優(yōu)先級。

活鎖(Livelock)

什么是活鎖

JAVA并發(fā)之加鎖導(dǎo)致的活躍性問題

死鎖是一直死等,活鎖他不死等,它會一直執(zhí)行,但是線程就是不能繼續(xù),因為它不斷重試相同的操作。換句話說,就是信息處理線程并沒有發(fā)生阻塞,但是永遠(yuǎn)都不會前進(jìn)了,當(dāng)他們?yōu)榱吮舜碎g的響應(yīng)而相互禮讓,使得沒有一個線程能夠繼續(xù)前進(jìn),那么就發(fā)生了活鎖

避免活鎖

​ 解決“活鎖”的方案很簡單,謙讓時,嘗試等待一個隨機(jī)的時間就可以了。由于等待的時間是隨機(jī)的,所以同時相撞后再次相撞的概率就很低了?!暗却粋€隨機(jī)時間”的方案雖然很簡單,卻非常有效,Raft 這樣知名的分布式一致性算法中也用到了它。

饑餓

什么是饑餓

高優(yōu)先級線程吞噬所有的低優(yōu)先級線程的 CPU 時間。線程被永久堵塞在一個等待進(jìn)入同步塊的狀態(tài),因為其他線程總是能在它之前持續(xù)地對該同步塊進(jìn)行訪問。線程在等待一個本身(在其上調(diào)用 wait())也處于永久等待完成的對象,因為其他線程總是被持續(xù)地獲得喚醒。

JAVA并發(fā)之加鎖導(dǎo)致的活躍性問題

饑餓問題最經(jīng)典的例子就是哲學(xué)家問題。如圖所示:有五個哲學(xué)家用餐,每個人要活得兩把叉子才可以就餐。當(dāng) 2、4 就餐時,1、3、5 永遠(yuǎn)無法就餐,只能看著盤中的美食饑餓的等待著。

解決饑餓

Java 不可能實現(xiàn) 100% 的公平性,我們依然可以通過同步結(jié)構(gòu)在線程間實現(xiàn)公平性的提高。

有三種方案:

保證資源充足公平地分配資源避免持有鎖的線程長時間執(zhí)行

這三個方案中,方案一和方案三的適用場景比較有限,因為很多場景下,資源的稀缺性是沒辦法解決的,持有鎖的線程執(zhí)行的時間也很難縮短。倒是方案二的適用場景相對來說更多一些。
那如何公平地分配資源呢?在并發(fā)編程里,主要是使用公平鎖。所謂公平鎖,是一種先來后到的方案,線程的等待是有順序的,排在等待隊列前面的線程會優(yōu)先獲得資源。

性能問題

​ 并發(fā)執(zhí)行一定比串行執(zhí)行快嗎?線程越多執(zhí)行越快嗎?

​ 答案是:并發(fā)不一定比串行快。因為有創(chuàng)建線程和線程上下文切換的開銷。

上下文切換

什么是上下文切換?

​ 當(dāng) CPU 從執(zhí)行一個線程切換到執(zhí)行另一個線程時,CPU 需要保存當(dāng)前線程的本地數(shù)據(jù),程序指針等狀態(tài),并加載下一個要執(zhí)行的線程的本地數(shù)據(jù),程序指針等。這個開關(guān)被稱為“上下文切換”。

減少上下文切換的方法

無鎖并發(fā)編程 - 多線程競爭鎖時,會引起上下文切換,所以多線程處理數(shù)據(jù)時,可以用一些辦法來避免使用鎖,如將數(shù)據(jù)的 ID 按照 Hash 算法取模分段,不同的線程處理不同段的數(shù)據(jù)。CAS 算法 - Java 的 Atomic 包使用 CAS 算法來更新數(shù)據(jù),而不需要加鎖。使用最少線程 - 避免創(chuàng)建不需要的線程,比如任務(wù)很少,但是創(chuàng)建了很多線程來處理,這樣會造成大量線程都處于等待狀態(tài)。使用協(xié)程 - 在單線程里實現(xiàn)多任務(wù)的調(diào)度,并在單線程里維持多個任務(wù)間的切換。

資源限制

什么是資源限制

​ 資源限制是指在進(jìn)行并發(fā)編程時,程序的執(zhí)行速度受限于計算機(jī)硬件資源或軟件資源。

資源限制引發(fā)的問題

​ 在并發(fā)編程中,將代碼執(zhí)行速度加快的原則是將代碼中串行執(zhí)行的部分變成并發(fā)執(zhí)行,但是如果將某段串行的代碼并發(fā)執(zhí)行,因為受限于資源,仍然在串行執(zhí)行,這時候程序不僅不會加快執(zhí)行,反而會更慢,因為增加了上下文切換和資源調(diào)度的時間。

如何解決資源限制的問題

​ 在資源限制情況下進(jìn)行并發(fā)編程,根據(jù)不同的資源限制調(diào)整程序的并發(fā)度。

對于硬件資源限制,可以考慮使用集群并行執(zhí)行程序。對于軟件資源限制,可以考慮使用資源池將資源復(fù)用。

到此這篇關(guān)于Java并發(fā)編程加鎖導(dǎo)致的活躍性問題詳解方案的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java 并發(fā)編程加鎖內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

相關(guān)文章

  • Java常見的轉(zhuǎn)義字符舉例詳解

    Java常見的轉(zhuǎn)義字符舉例詳解

    在java字符常量中,反斜杠(\)是一個特殊的字符,被稱為轉(zhuǎn)義字符,它的作用是用來轉(zhuǎn)義后面一個字符,這篇文章主要給大吉介紹了關(guān)于Java常見轉(zhuǎn)義字符的相關(guān)資料,文中通過代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下
    2024-02-02
  • Spring注解開發(fā)生命周期原理解析

    Spring注解開發(fā)生命周期原理解析

    這篇文章主要介紹了Spring注解開發(fā)生命周期原理解析,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值,需要的朋友可以參考下
    2020-09-09
  • 基于Java并發(fā)容器ConcurrentHashMap#put方法解析

    基于Java并發(fā)容器ConcurrentHashMap#put方法解析

    下面小編就為大家?guī)硪黄贘ava并發(fā)容器ConcurrentHashMap#put方法解析。小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在就分享給大家,也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧
    2017-06-06
  • Java使用選擇排序法對數(shù)組排序?qū)崿F(xiàn)代碼

    Java使用選擇排序法對數(shù)組排序?qū)崿F(xiàn)代碼

    這篇文章主要介紹了Java使用選擇排序法對數(shù)組排序?qū)崿F(xiàn)代碼,需要的朋友可以參考下
    2014-02-02
  • Springboot定時任務(wù)Scheduled重復(fù)執(zhí)行操作

    Springboot定時任務(wù)Scheduled重復(fù)執(zhí)行操作

    這篇文章主要介紹了Springboot定時任務(wù)Scheduled重復(fù)執(zhí)行操作,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧
    2020-09-09
  • Java語言實現(xiàn)二叉堆的打印代碼分享

    Java語言實現(xiàn)二叉堆的打印代碼分享

    這篇文章主要介紹了Java語言實現(xiàn)二叉堆的打印代碼分享,具有一定借鑒價值,需要的朋友可以了解下。
    2017-12-12
  • Spring中的Sentinel規(guī)則持久化解析

    Spring中的Sentinel規(guī)則持久化解析

    這篇文章主要介紹了Spring中的Sentinel規(guī)則持久化解析,具體內(nèi)容包括,Sentinel規(guī)則推送三種模式介紹,原始模式,拉模式,推模式,并對基于Nacos配置中心控制臺實現(xiàn)推送進(jìn)行詳盡介紹,需要的朋友可以參考下
    2023-09-09
  • JavaScript中HTML元素操作的實現(xiàn)

    JavaScript中HTML元素操作的實現(xiàn)

    本文主要介紹了JavaScript中HTML元素操作的實現(xiàn),文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧
    2023-06-06
  • Java數(shù)據(jù)類型實現(xiàn)自動與強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的示例代碼

    Java數(shù)據(jù)類型實現(xiàn)自動與強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的示例代碼

    Java數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換有自動轉(zhuǎn)換和強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換,這篇文章主要給大家介紹Java數(shù)據(jù)類型如何實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)換與強(qiáng)制轉(zhuǎn)換,需要的朋友可以參考下
    2023-05-05
  • SpringBoot啟動失敗的解決方法:A component required a bean of type ‘xxxxxxx‘ that could not be found.

    SpringBoot啟動失敗的解決方法:A component required a&nb

    這篇文章主要介紹了解決SpringBoot啟動失?。篈 component required a bean of type ‘xxxxxxx‘ that could not be found.,目前解決方法有兩種,一種是不注入bean的方式,另一種是使用@Component的方式,本文給大家詳細(xì)講解,需要的朋友可以參考下
    2023-02-02

最新評論