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面试-多线程-synchronized和lock区别

分享一道多线程的高频面试题:synchronized和lock两种锁的区别

角度 synchronized lock
锁存在层次 在jvm层面上,Java的关键字 JUC下的一个接口,java.util.concurrent.locks.Lock
锁获取时机 假设A线程获得锁,B线程等待。如以尝试获得锁,线程可以不用一直等待(可以通过 视情况而定,Lock有多个锁获取的方式,大致就是可以尝试获得锁,线程可以不用一直等待(可以通过tryLock判断有没有锁)
锁的释放

1、以获取锁的线程执行完同步代码,释放锁

2、线程执行发生异常,jvm会让线程释放

在finally中必须释放锁,不然容易造成线程死锁
锁类型 锁可重入、不可中断、非公平 可重入、可判断 可公平(两者皆可)
性能 适用于少量同步 适用于大量同步
支持锁的场景 独占锁 公平锁与非公平锁

图表只是简单描述了两种锁的区别,如果是在面试过程中,这个回答也很难令面试官满意,所以面试的原则就是知多少回答多少,切记模糊不清的知识点不要说,否则就是给自己挖坑!

所以,读者可以从锁synchronized的加锁过程回答,会起到是事半功倍的效果呦!

synchronized的 加锁流程

1、偏向锁

大多数情况下,锁不仅不存在多线程竞争,而且总是由同一线程多次获得,为了让线程获得锁的代价更低从而引入偏向锁。

偏向锁在获取资源的时候会在锁对象头上记录当前线程ID,偏向锁并不会主动释放,这样每次偏向锁进入的时候都会判断锁对象头中线程ID是否为自己,如果是当前线程重入,直接进入同步操作,不需要额外的操作。

默认在开启偏向锁和轻量锁的情况下,当线程进来时,首先会加上偏向锁,其实这里只是用一个状态来控制,会记录加锁的线程,如果是线程重入,则不会进行锁升级。

获取偏向锁流程:

  1. 判断是否为可偏向状态--MarkWord中锁标志是否为‘01’,是否偏向锁是否为‘1’
  2. 如果是可偏向状态,则查看线程ID是否为当前线程,如果是,则进入步骤'5',否则进入步骤‘3’
  3. 通过CAS操作竞争锁,如果竞争成功,则将MarkWord中线程ID设置为当前线程ID,然后执行‘5’;竞争失败,则执行‘4’
  4. CAS获取偏向锁失败表示有竞争。当达到safepoint时获得偏向锁的线程被挂起,偏向锁升级为轻量级锁,然后被阻塞在安全点的线程继续往下执行同步代码块
  5. 执行同步代码
面试-多线程-synchronized和lock区别

2、轻量级锁

轻量级锁是相对于重量级锁需要阻塞/唤醒涉及上下文切换而言,主要针对多个线程在不同时间请求同一把锁的场景。

轻量级锁获取过程:

  1. 进行加锁操作时,jvm会判断是否已经是重量级锁,如果不是,则会在当前线程栈帧中划出一块空间,作为该锁的锁记录,并且将锁对象MarkWord复制到该锁记录中
  2. 复制成功之后,jvm使用CAS操作将对象头MarkWord更新为指向锁记录的指针,并将锁记录里的owner指针指向对象头的MarkWord。如果成功,则执行‘3’,否则执行‘4’
  3. 更新成功,则当前线程持有该对象锁,并且对象MarkWord锁标志设置为‘00’,即表示此对象处于轻量级锁状态
  4. 更新失败,jvm先检查对象MarkWord是否指向当前线程栈帧中的锁记录,如果是则执行‘5’,否则执行‘6’
  5. 表示锁重入;然后当前线程栈帧中增加一个锁记录第一部分(Displaced Mark Word)为null,并指向Mark Word的锁对象,起到一个重入计数器的作用
  6. 表示该锁对象已经被其他线程抢占,则进行自旋等待(默认10次),等待次数达到阈值仍未获取到锁,则升级为重量级锁
面试-多线程-synchronized和lock区别

3、重量级锁

当有多个锁竞争轻量级锁则会升级为重量级锁,重量级锁正常会进入一个cxq的队列,在调用wait方法之后,则会进入一个waitSet的队列park等待,而当调用notify方法唤醒之后,则有可能进入EntryList。

重量级锁加锁过程:

  1. 分配一个ObjectMonitor对象,把Mark Word锁标志置为‘10’,然后Mark Word存储指向ObjectMonitor对象的指针。ObjectMonitor对象有两个队列和一个指针,每个需要获取锁的线程都包装成ObjectWaiter对象
  2. 多个线程同时执行同一段同步代码时,ObjectWaiter先进入EntryList队列,当某个线程获取到对象的monitor以后进入Owner区域,并把monitor中的owner变量设置为当前线程同时monitor中的计数器count+1;
面试-多线程-synchronized和lock区别

文章如有瑕疵,欢迎各位大神指正!

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作者:超级字节码

来源:CSDN

原文:https://blog.csdn.net/dgxin_605/article/details/114689739

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