1.深入探秘高性能并发:C++如何在Linux巧妙应用Futex实现线程锁同步(ob_latch.cpp篇)大篇幅(3万字)
2.源码分析: Java中锁的种类与特性详解
3.java并发库semaphore问题?
4.CountDownLatch原理简介和使用过程
5.Semaphore CountDownLatch详解
深入探秘高性能并发:C++如何在Linux巧妙应用Futex实现线程锁同步(ob_latch.cpp篇)大篇幅(3万字)
通过实例学习C++的Futex应用,理解线程锁同步在OceanBase 4.0源码中的巧妙使用
这篇文章详细介绍了如何在Linux环境下,利用C++的Futex实现线程锁同步,以开源项目ob_latch.cpp为例,探讨了自旋锁、互斥锁和等待队列的yaml源码实现和优缺点。 1. 自旋锁分析:通过low_try_lockA,自旋次数由max_spin_cnt控制,避免CPU资源浪费。 2. 互斥锁-ObLatchMutex:提供try_lock, lock, wait三种加锁方式,分别对应不同的场景和策略。 3. ObLatchWaitQueue:管理等待队列,确保公平调度,如wait阻塞锁的使用和唤醒机制。 4. 锁的解锁逻辑:如ObLatchMutex的unlock,通过原子操作移除或减少锁的持有计数,必要时唤醒等待队列。 5. 高级锁封装:如ObLatchWGuard等RAII类,自动管理锁的生命周期,确保资源安全。 通过以上组件的组合,开发者可以灵活设计线程同步机制,保证多线程环境下资源访问的正确性和效率。 如果你在项目中设计线程锁,可以根据这些原理和实例进行调整和优化。源码分析: Java中锁的教程站源码下载种类与特性详解
在Java中存在多种锁,包括ReentrantLock、Synchronized等,它们根据特性与使用场景可划分为多种类型,如乐观锁与悲观锁、可重入锁与不可重入锁等。本文将结合源码深入分析这些锁的设计思想与应用场景。
锁存在的意义在于保护资源,防止多线程访问同步资源时出现预期之外的错误。举例来说,当张三操作同一张银行卡进行转账,如果银行不锁定账户余额,可能会导致两笔转账同时成功,违背用户意图。因此,在多线程环境下,锁机制是必要的。
乐观锁认为访问资源时不会立即加锁,仅在获取失败时重试,通常适用于竞争频率不高的场景。乐观锁可能影响系统性能,故在竞争激烈的场景下不建议使用。Java中的乐观锁实现方式多基于CAS(比较并交换)操作,如AQS的锁、ReentrantLock、CountDownLatch、多商品页面源码Semaphore等。CAS类实现不能完全保证线程安全,使用时需注意版本号管理等潜在问题。
悲观锁则始终在访问同步资源前加锁,确保无其他线程干预。ReentrantLock、Synchronized等都是典型的悲观锁实现。
自旋锁与自适应自旋锁是另一种锁机制。自旋锁在获取锁失败时采用循环等待策略,避免阻塞线程。自适应自旋锁则根据前一次自旋结果动态调整等待时间,提高效率。
无锁、偏向锁、轻量级锁与重量级锁是Synchronized的锁状态,从无锁到重量级锁,锁的竞争程度与性能逐渐增加。Java对象头包含了Mark Word与Klass Pointer,Mark Word存储对象状态信息,而Klass Pointer指向类元数据。
Monitor是实现线程同步的关键,与底层操作系统的Mutex Lock相互依赖。Synchronized通过Monitor实现,其效率在JDK 6前较低,但JDK 6引入了偏向锁与轻量级锁优化性能。csol空格连跳源码
公平锁与非公平锁决定了锁的分配顺序。公平锁遵循申请顺序,非公平锁则允许插队,提高锁获取效率。
可重入锁允许线程在获取锁的同一节点多次获取锁,而不可重入锁不允许。共享锁与独占锁是另一种锁分类,前者允许多个线程共享资源,后者则确保资源的独占性。
本文通过源码分析,详细介绍了Java锁的种类与特性,以及它们在不同场景下的应用。了解这些机制对于多线程编程至关重要。此外,还有多种机制如volatile关键字、原子类以及线程安全的集合类等,需要根据具体场景逐步掌握。
java并发库semaphore问题?
信号量Semaphore作为Java中的一种共享锁,类似于CountDownLatch,用于控制资源访问,实现限流功能。在使用上,访问资源前需先获取令牌,处理完毕后需归还令牌。通常,cgc娱乐源码下载Semaphore有两种常用方法:acquire()和release()。
使用示例中,创建了一个Semaphore实例,初始许可数量为3。在提交个任务到线程池时,Semaphore的限流作用显现,每次只能执行3个任务。此操作的输出结果显示出,任务执行以3个为一组,每组任务执行完毕后,下一组才能开始,确保了资源的有序和高效使用。
通过Semaphore,可以控制资源访问的频率,保证系统稳定运行。在深入学习Semaphore的使用后,我们对其实现原理也有了更全面的了解。
在Semaphore的实现中,其内部类Sync继承自AQS,负责管理许可数量的更新。Semaphore的初始化可以设置许可数量和锁策略。acquire()方法通过调用父类AQS中的acquireSharedInterruptibly()方法,进一步通过子类Sync的tryReleaseShared()方法来更新许可数量。
在非公平锁实现中,尝试更新许可数量即可。而公平锁实现则首先检查队列中是否有前置节点,如有则不进行处理,确保队头节点优先执行,确保公平性。
release()方法同样通过父类AQS的releaseShared()方法,由子类Sync中的tryReleaseShared()方法具体实现许可数量的更新。
通过研究Semaphore源码,我们可以发现其实现逻辑简单且高效。Semaphore通过继承自AQS的Sync类,仅需实现tryReleaseShared()和tryAcquireShared()方法以更新许可数量,即可完成锁的操作。对于AQS流程的深入了解,可以参考系列文章的前几篇。
在接下来的文章中,我们将继续探索共享锁CyclicBarrier的源码实现,进一步加深对Java并发库的理解。
CountDownLatch原理简介和使用过程
CountDownLatch作为Java并发编程中的重要工具,它帮助实现线程间的同步与协作。其主要功能在于控制多个线程的执行顺序,确保在特定条件满足后,线程才能继续执行。这一特性在多线程编程中尤其有用,能够帮助实现一些复杂的逻辑处理。
在具体应用场景上,CountDownLatch常用于等待某个条件满足后,多个线程同时进行或某线程等待其他线程完成后再继续执行。例如,在并发环境中,一个任务可能需要等待一组任务全部完成,这时便可以使用CountDownLatch。
CountDownLatch的核心原理基于等待与计数机制,它允许线程在达到某个特定数量前暂停执行。当计数器的值为零时,等待线程会自动解除等待状态并继续执行。这一机制使得CountDownLatch成为控制线程执行流程、协调多个任务同步执行的利器。
通过上图,我们可以直观地理解CountDownLatch的工作原理。当初始化时,计数值被设定为待等待线程的数量。随后,调用countDown方法减小计数值,每调用一次,当计数值减少至零时,所有处于等待状态的线程将被唤醒。
进一步说明,CountDownLatch在多线程编程中的应用,如处理大量任务时,可以先启动所有任务线程,然后使用CountDownLatch控制主线程等待所有子任务完成后才继续执行下一步。这样,既实现了线程间的协调,又保证了任务执行的有序性。
为了更好地理解CountDownLatch的使用,以下是一个简单的Java代码示例,展示如何使用CountDownLatch实现线程间的协作与同步。在这个例子中,我们创建了一个计数器,表示有三个任务需要完成,然后启动三个线程执行任务,最后通过CountDownLatch确保所有任务完成后,主线程继续执行。
在实际开发中,CountDownLatch的源码分析对于深入理解其内部机制有重要作用。通过源码,可以发现其利用了Java的线程安全机制以及同步器(Lock)来实现线程间的等待与唤醒。同时,双向链表数据结构在其中发挥了关键作用,用于存储等待的线程信息。
对于希望进一步学习CountDownLatch的开发者,推荐查阅相关技术文档和开源项目,如Apache Commons Pool等,其中包含了CountDownLatch的详细实现与使用案例,有助于深入理解并掌握这一重要并发控制工具。
Semaphore CountDownLatch详解
Semaphore信号量用于控制并发访问的数量。它的实现基于AQS的共享锁机制,类似于高速公路收费站。假设收费站有四个通道,而有五个请求发起,只有四个请求能通过通道,其余则需排队等待。如果当前通道有空闲,请求将被允许继续。
在使用中,Semaphore通常用于流量控制,确保同时处理的请求不超过特定的数量。其构造函数接受两个参数:permits表示信号量的初始数量,fair表示是否为公平模式,默认为非公平。acquire方法允许获取一个或多个信号量,尝试获取时返回true或false,但不会阻塞。timeout方法允许在指定时间内尝试获取信号量,同样返回true或false。
Release方法则用于释放信号量,它默认释放一个信号量,也可以释放多个,通过permits参数指定释放的数量。
在Semaphore的实现中,acquire方法调用AQS的addWaiter方法,处理等待队列的添加和唤醒逻辑。进一步深入可查看AQS详解和ReentrantLock源码解析。
CountDownLatch是另一种用于控制并发访问的工具,其原理也是基于AQS的共享锁机制。它有两种主要用法:一等多和多等一。
一等多场景下,当前任务需要等待其他多个任务完成后才能继续执行。例如,游戏开始需要所有玩家准备就绪才能开始。多等一场景则相反,多个任务等待一个特定任务完成后才能执行,类似赛跑前的发令枪。
CountDownLatch的构造函数用于创建指定数量的CountDownLatch实例,并将state设置为相应数量。await方法用于阻塞等待,直到所有CountDownLatch被释放,即count值为0时才会继续执行。await方法还支持在指定时间内等待,防止因某些原因无法释放所有CountDownLatch而导致的死锁。
countDown方法用于释放CountDownLatch,每次释放一个,直到count值降至0。