「java并发lock」java并发面试题

本篇文章给大家谈谈java并发lock，以及java并发面试题对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览：

• 1、什么是Java中的公平锁
• 2、Java中Lock，tryLock，lockInterruptibly有什么区别
• 3、自旋锁和互斥锁的区别 java中lock Syntronized区别
• 4、请问java中的lock和synchronized区别是什么？
• 5、java并发包有哪些类

什么是Java中的公平锁

首先Java中的ReentrantLock 默认的lock（）方法采用的是非公平锁。

也就是不用考虑其他在排队的线程的感受，lock()的时候直接询问是否可以获取锁，而不用在队尾排队。

下面分析下公平锁的具体实现。

重点关注java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer类

几乎所有locks包下的工具类锁都包含了该类的static子类，足以可见这个类在java并发锁工具类当中的地位。

这个类提供了对操作系统层面线程操作方法的封装调用，可以帮助并发设计者设计出很多优秀的API

ReentrantLock当中的lock（）方法，是通过static 内部类sync来进行锁操作

public void lock()

{

sync.lock();

}

//定义成final型的成员变量，在构造方法中进行初始化

private final Sync sync;

//无参数默认非公平锁

public ReentrantLock()

{

sync = new NonfairSync();

}

//根据参数初始化为公平锁或者非公平锁

public ReentrantLock(boolean fair)

{

sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();

}

Java中Lock，tryLock，lockInterruptibly有什么区别

Java中Lock，tryLock，lockInterruptibly的区别如下：

一、 lock()方法

使用lock()获取锁，若获取成功，标记下是该线程获取到了锁（用于锁重入），然后返回。若获取失败，这时跑一个for循环，循环中先将线程阻塞放入等待队列，当被调用signal()时线程被唤醒，这时进行锁竞争（因为默认使用的是非公平锁），如果此时用CAS获取到了锁那么就返回，如果没获取到那么再次放入等待队列，等待唤醒，如此循环。其间就算外部调用了interrupt()，循环也会继续走下去。一直到当前线程获取到了这个锁，此时才处理interrupt标志，若有，则执行 Thread.currentThread().interrupt()，结果如何取决于外层的处理。lock()最终执行的方法如下:

[java] view plain copy

final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {

boolean failed = true;

try {

boolean interrupted = false;

for (;;) {

final Node p = node.predecessor();

if (p == head tryAcquire(arg)) { //如果竞争得到了锁

setHead(node);

p.next = null; // help GC

failed = false;

return interrupted; //获取成功返回interrupted标志

}

// 只修改标志位，不做其他处理

if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) strongparkAndCheckInterrupt()/strong)

interrupted = true;

}

} finally {

if (failed)

cancelAcquire(node);

}

}

其中parkAndCheckInterrupt()调用了LockSupport.park()，该方法使用Unsafe类将进程阻塞并放入等待队列，等待唤醒，和await()有点类似。

可以看到循环中检测到了interrupt标记，但是仅做 interrupted = true 操作，直到获取到了锁，才return interrupted，然后处理如下

[java] view plain copy

public final void acquire(int arg) {

if (!tryAcquire(arg) acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))

selfInterrupt(); // 执行Thread.currentThread().interrupt()

}

二、 lockInterruptibly()方法

和lock()相比，lockInterruptibly()只有略微的修改，for循环过程中，如果检测到interrupt标志为true，则立刻抛出InterruptedException异常，这时程序变通过异常直接返回到最外层了，又外层继续处理，因此使用lockInterruptibly()时必须捕捉异常。lockInterruptibly()最终执行的方法如下:

[java] view plain copy

private void doAcquireInterruptibly(int arg)

throws InterruptedException {

final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);

boolean failed = true;

try {

for (;;) {

final Node p = node.predecessor();

if (p == head tryAcquire(arg)) {

setHead(node);

p.next = null; // help GC

failed = false;

return; //获取成功返回

}

if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node)

parkAndCheckInterrupt())

throw new InterruptedException(); //直接抛出异常

}

} finally {

if (failed)

cancelAcquire(node);

}

}

三、 tryLock()方法

使用tryLock()尝试获取锁，若获取成功，标记下是该线程获取到了锁，然后返回true；若获取失败，此时直接返回false，告诉外层没有获取到锁，之后的操作取决于外层，代码如下：

[java] view plain copy

final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {

final Thread current = Thread.currentThread();

int c = getState();

if (c == 0) {

if (compareAndSetState(0, acquires)) {

setExclusiveOwnerThread(current);

return true;

}

}

else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {

int nextc = c + acquires;

if (nextc 0) // overflow

throw new Error("Maximum lock count exceeded");

setState(nextc);

return true;

}

return false;

}

自旋锁和互斥锁的区别 java中lock Syntronized区别

自旋锁(Spin lock)

自旋锁与互斥锁有点类似，只是自旋锁不会引起调用者睡眠，如果自旋锁已经被别的执行单元保持，调用者就一直循环在那里看是

否该自旋锁的保持者已经释放了锁，"自旋"一词就是因此而得名。其作用是为了解决某项资源的互斥使用。因为自旋锁不会引起调用者睡眠，所以自旋锁的效率远

高于互斥锁。虽然它的效率比互斥锁高，但是它也有些不足之处：

1、自旋锁一直占用CPU，他在未获得锁的情况下，一直运行－－自旋，所以占用着CPU，如果不能在很短的时 间内获得锁，这无疑会使CPU效率降低。

2、在用自旋锁时有可能造成死锁，当递归调用时有可能造成死锁，调用有些其他函数也可能造成死锁，如 copy_to_user()、copy_from_user()、kmalloc()等。

因此我们要慎重使用自旋锁，自旋锁只有在内核可抢占式或SMP的情况下才真正需要，在单CPU且不可抢占式的内核下，自旋锁的操作为空操作。自旋锁适用于锁使用者保持锁时间比较短的情况下。

两种锁的加锁原理

互斥锁：线程会从sleep（加锁）——running（解锁），过程中有上下文的切换，cpu的抢占，信号的发送等开销。

自旋锁：线程一直是running(加锁——解锁)，死循环检测锁的标志位，机制不复杂。

互斥锁属于sleep-waiting类型的锁。例如在一个双核的机器上有两个线程(线程A和线程B)，它们分别运行在Core0和

Core1上。假设线程A想要通过pthread_mutex_lock操作去得到一个临界区的锁，而此时这个锁正被线程B所持有，那么线程A就会被阻塞

(blocking)，Core0 会在此时进行上下文切换(Context

Switch)将线程A置于等待队列中，此时Core0就可以运行其他的任务(例如另一个线程C)而不必进行忙等待。而自旋锁则不然，它属于busy-waiting类型的锁，如果线程A是使用pthread_spin_lock操作去请求锁，那么线程A就会一直在

Core0上进行忙等待并不停的进行锁请求，直到得到这个锁为止。

两种锁的区别

互斥锁的起始原始开销要高于自旋锁，但是基本是一劳永逸，临界区持锁时间的大小并不会对互斥锁的开销造成影响，而自旋锁是死循环检测，加锁全程消耗cpu，起始开销虽然低于互斥锁，但是随着持锁时间，加锁的开销是线性增长。

两种锁的应用

互斥锁用于临界区持锁时间比较长的操作，比如下面这些情况都可以考虑

1 临界区有IO操作

2 临界区代码复杂或者循环量大

3 临界区竞争非常激烈

4 单核处理器

至于自旋锁就主要用在临界区持锁时间非常短且CPU资源不紧张的情况下，自旋锁一般用于多核的服务器。

lock与Syntronized的区别

转自自：

java并发之Lock与synchronized的区别

1）Lock是一个接口，而synchronized是Java中的关键字，synchronized是内置的语言实现；

2）synchronized在发生异常时，会自动释放线程占有的锁，因此不会导致死锁现象发生；而Lock在发生异常时，如果没有主动通过unLock()去释放锁，则很可能造成死锁现象，因此使用Lock时需要在finally块中释放锁；

3）Lock可以让等待锁的线程响应中断，而synchronized却不行，使用synchronized时，等待的线程会一直等待下去，不能够响应中断；

4）通过Lock可以知道有没有成功获取锁，而synchronized却无法办到。

5）Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。

在性能上来说，如果竞争资源不激烈，两者的性能是差不多的，而当竞争资源非常激烈时（即有大量线程同时竞争），此时Lock的性能要远远优于synchronized。所以说，在具体使用时要根据适当情况选择。

两者在锁的相关概念上区别：

1.可重入锁

如果锁具备可重入性，则称作为可重入锁。像synchronized和ReentrantLock都是可重入锁，可重入性在我看来实际上表明了锁的分配机制：基于线程的分配，而不是基于方法调用的分配。举个简单的例子，当一个线程执行到某个synchronized方法时，比如说method1，而在method1中会调用另外一个synchronized方法method2，此时线程不必重新去申请锁，而是可以直接执行方法method2。

看下面这段代码就明白了：

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class MyClass

{

public synchronized void method1()

{

method2();

}

public synchronized void method2()

{

}

}

上述代码中的两个方法method1和method2都用synchronized修饰了，假如某一时刻，线程A执行到了method1，此时线程A获取了这个对象的锁，而由于method2也是synchronized方法，假如synchronized不具备可重入性，此时线程A需要重新申请锁。但是这就会造成一个问题，因为线程A已经持有了该对象的锁，而又在申请获取该对象的锁，这样就会线程A一直等待永远不会获取到的锁。

而由于synchronized和Lock都具备可重入性，所以不会发生上述现象。

2.可中断锁

可中断锁：顾名思义，就是可以相应中断的锁。

在Java中，synchronized就不是可中断锁，而Lock是可中断锁。

如果某一线程A正在执行锁中的代码，另一线程B正在等待获取该锁，可能由于等待时间过长，线程B不想等待了，想先处理其他事情，我们可以让它中断自己或者在别的线程中中断它，这种就是可中断锁。

在前面演示lockInterruptibly()的用法时已经体现了Lock的可中断性。

3.公平锁

公平锁即尽量以请求锁的顺序来获取锁。比如同是有多个线程在等待一个锁，当这个锁被释放时，等待时间最久的线程（最先请求的线程）会获得该所，这种就是公平锁。

非公平锁即无法保证锁的获取是按照请求锁的顺序进行的。这样就可能导致某个或者一些线程永远获取不到锁。

在Java中，synchronized就是非公平锁，它无法保证等待的线程获取锁的顺序。

而对于ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock，它默认情况下是非公平锁，但是可以设置为公平锁。

看一下这2个类的源代码就清楚了：

在ReentrantLock中定义了2个静态内部类，一个是NotFairSync，一个是FairSync，分别用来实现非公平锁和公平锁。

我们可以在创建ReentrantLock对象时，通过以下方式来设置锁的公平性：

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ReentrantLock

lock = new ReentrantLock(true);

如果参数为true表示为公平锁，为fasle为非公平锁。默认情况下，如果使用无参构造器，则是非公平锁。

另外在ReentrantLock类中定义了很多方法，比如：

isFair() //判断锁是否是公平锁

isLocked() //判断锁是否被任何线程获取了

isHeldByCurrentThread() //判断锁是否被当前线程获取了

hasQueuedThreads() //判断是否有线程在等待该锁

在ReentrantReadWriteLock中也有类似的方法，同样也可以设置为公平锁和非公平锁。不过要记住，ReentrantReadWriteLock并未实现Lock接口，它实现的是ReadWriteLock接口。

4.读写锁

读写锁将对一个资源（比如文件）的访问分成了2个锁，一个读锁和一个写锁。

正因为有了读写锁，才使得多个线程之间的读操作不会发生冲突。

ReadWriteLock就是读写锁，它是一个接口，ReentrantReadWriteLock实现了这个接口。

可以通过readLock()获取读锁，通过writeLock()获取写锁。

性能比较

在JDK1.5中，synchronized是性能低效的。因为这是一个重量级操作，它对性能最大的影响是阻塞的是实现，挂起线程和恢复线程的操作都需要转入内核态中完成，这些操作给系统的并发性带来了很大的压力。相比之下使用Java提供的Lock对象，性能更高一些。Brian

Goetz对这两种锁在JDK1.5、单核处理器及双Xeon处理器环境下做了一组吞吐量对比的实验，发现多线程环境下，synchronized的吞吐量下降的非常严重，而ReentrankLock则能基本保持在同一个比较稳定的水平上。但与其说ReetrantLock性能好，倒不如说synchronized还有非常大的优化余地，于是到了JDK1.6，发生了变化，对synchronize加入了很多优化措施，有自适应自旋，锁消除，锁粗化，轻量级锁，偏向锁等等。导致在JDK1.6上synchronize的性能并不比Lock差。官方也表示，他们也更支持synchronize，在未来的版本中还有优化余地，所以还是提倡在synchronized能实现需求的情况下，优先考虑使用synchronized来进行同步。

请问java中的lock和synchronized区别是什么？

lock(), 如果获取了锁立即返回，如果别的线程持有锁，当前线程则一直处于休眠状态，直到获取锁

synchronized是在JVM层面上实现的，不但可以通过一些监控工具监控synchronized的锁定，而且在代码执行时出现异常，JVM会自动释放锁定，但是使用Lock则不行，lock是通过代码实现的，要保证锁定一定会被释放，就必须将unLock()放到finally{}中

java并发包有哪些类

1、CyclicBarrier

一个同步辅助类，允许一组线程相互等待，直到这组线程都到达某个公共屏障点。该barrier在释放等待线程后可以重用，因此称为循环的barrier。

来个示例：

[java] view plain copy

package test;

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

public class Recipes_CyclicBarrier {

public static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(10);

public static void main(String[] args){

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();//FixedThreadPool(10);

for(int i=1;i=10;i++){

executor.submit(new Thread(new Runner(i+"号选手")));

}

executor.shutdown();

}

}

class Runner implements Runnable{

private String name;

public Runner(String name){

this.name = name;

}

@Override

public void run() {

System.out.println(name + "准备好了。");

try {

Recipes_CyclicBarrier.barrier.await();  //此处就是公共屏障点，所有线程到达之后，会释放所有等待的线程

} catch (Exception e) {

}

System.out.println(name + "起跑！");

}

}

2、CountDownLatch

CountDownLatch和CyclicBarrier有点类似，但是还是有些区别的。CountDownLatch也是一个同步辅助类，它允许一个或者多个线程一直等待，直到正在其他线程中执行的操作完成。它是等待正在其他线程中执行的操作，并不是线程之间相互等待。CountDownLatch初始化时需要给定一个计数值，每个线程执行完之后，必须调用countDown()方法使计数值减1，直到计数值为0，此时等待的线程才会释放。

来个示例：

[java] view plain copy

package test;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

public class CountDownLatchDemo {

public static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(10);//初始化计数值

public static void main(String[] args){

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();//FixedThreadPool(10);

for(int i=1;i=10;i++){

executor.submit(new Thread(new Runner1(i+"号选手")));

}

executor.shutdown();

}

}

class Runner1 implements Runnable{

private String name;

public Runner1(String name){

this.name = name;

}

@Override

public void run() {

System.out.println(name + "准备好了。");

CountDownLatchDemo.countDownLatch.countDown();  //计数值减1

try {

CountDownLatchDemo.countDownLatch.await();

} catch (Exception e) {

}

System.out.println(name + "起跑！");

}

}

3、CopyOnWriteArrayList CopyOnWriteArraySet

CopyOnWriteArrayList CopyOnWriteArraySet是并发容器，适合读多写少的场景，如网站的黑白名单设置。缺点是内存占用大，数据一致性的问题，CopyOnWrite容器只能保证数据最终的一致性，不能保证数据实时一致性。鉴于它的这些缺点，可以使用ConcurrentHashMap容器。

实现原理：新增到容器的数据会放到一个新的容器中，然后将原容器的引用指向新容器，旧容器也会存在，因此会有两个容器占用内存。我们也可以用同样的方式实现自己的CopyOnWriteMap。

4、ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap同样是一个并发容器，将同步粒度最小化。

实现原理：ConcurrentHashMap默认是由16个Segment组成，每个Segment由多个Hashtable组成，数据变更需要经过两次哈希算法，第一次哈希定位到Segment，第二次哈希定位到Segment下的Hashtable，容器只会将单个Segment锁住，然后操作Segment下的Hashtable，多个Segment之间不受影响。如果需要扩容不是对Segment扩容而是对Segment下的Hashtable扩容。虽然经过两次哈希算法会使效率降低，但是比锁住整个容器效率要高得多。

5、BlockingQueue

BlockingQueue只是一个接口，它的实现类有ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、SynchronousQueue、DelayQueue、LinkedBlockingDeque。

ArrayBlockingQueue：由数据支持的有界阻塞队列。

LinkedBlockingQueue：基于链接节点、范围任意的阻塞队列。

PriorityBlockingQueue：无界阻塞队列。

SynchronousQueue：一种阻塞队列，其中每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作。

DelayQueue：Delayed元素的一个无界阻塞队列。

LinkedBlockingDeque：基于链接节点、范围任意的双端阻塞队列，可以在队列的两端添加、移除元素。

6、Lock

Lock分为公平锁和非公平锁，默认是非公平锁。实现类有ReetrantLock、ReetrantReadWriteLock，都依赖于AbstractQueuedSynchronizer抽象类。ReetrantLock将所有Lock接口的操作都委派到Sync类上，Sync有两个子类：NonFairSync和FaiSync，通过其命名就能知道分别处理非公平锁和公平锁的。AbstractQueuedSynchronizer把所有请求构成一个CLH队列，这里是一个虚拟队列，当有线程竞争锁时，该线程会首先尝试是否能获取锁，这种做法对于在队列中等待的线程来说是非公平的，如果有线程正在Running，那么通过循环的CAS操作将此线程增加到队尾，直至添加成功。

7、Atomic包

Atomic包下的类实现了原子操作，有对基本类型如int、long、boolean实现原子操作的类：AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean，如果需要对一个对象进行原子操作，也有对对象引用进行原子操作的AtomicReference类，还有对对象数组操作的原子类：AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray。原子操作核心思想是CAS操作，然后调用底层操作系统指令来实现。

关于java并发lock和java并发面试题的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。