常用多线程方法

Posted 2022-10-10 aric2016

可重入锁

? ReentrantLock类、synchronized关键字，属于悲观锁。

? 可重入锁，即递归锁。指在同一线程内，外层函数获得锁之后，内层递归函数仍然可以获得该锁。

? 作用：防止在同一线程中多次获取锁而导致死锁发生。

自旋锁

? java.util.concurrent.atomic包下的AtomicReference等原子类的使用

? 当一个线程在获取锁的时候，如果锁已经被其他线程获取，那么该线程将循环等待，然后不断的判断，锁是否能够被成功获取，直到获得锁才会退出循环。

? 获取锁的线程一直处于活动状态，但是并没有执行任何有效的任务，使用这种锁会造成busy-waiting。所以需要增加一些退出忙等的方法。

? 实现：CAS。

? 缺点：CPU可能长时间极高，不释放线程，不公平造成其他“线程饥饿”问题。CAS操作可能存在ABA的问题，就是说：假如一个值原来是A，变成了B，又变成了A，那么CAS检查时会发现它的值没有发生变化，但是实际上却变化了，如果线程不关心变量中途如何变化，那么这个不是什么问题；如果有些操作会依赖于对象的变化过程，此时的解决思路一般就是使用版本号，在变量前面追加上版本号，每次变量更新的时候把版本号加一，那么A－B－A 就会变成1A - 2B - 3A。
? 例如：原子引用，以无锁方式访问共享资源

public class AtomicRefTest 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException 
        AtomicReference<Integer> atomRef = new AtomicReference<>(new Integer(1000));

        List<Thread> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) 
            Thread thread = new Thread(new Task(atomRef), "Thread-" + i);
            list.add(thread);
            thread.start();
        

        for (Thread thread : list) 
            thread.join();
        

        System.out.println(atomRef.get());    // 打印2000
    



class Task implements Runnable 
    private AtomicReference<Integer> atomRef;

    Task(AtomicReference<Integer> atomRef) 
        this.atomRef = atomRef;
    

    @Override
    public void run() 
        while (true)     //自旋操作
            Integer oldV = atomRef.get();
            if (atomRef.compareAndSet(oldV, oldV + 1))  // CAS操作
                break;
        
    

上述示例，最终打印“2000”。

? 该示例并没有使用锁，而是使用自旋+CAS的无锁操作保证共享变量的线程安全。1000个线程，每个线程对金额增加1，最终结果为2000，如果线程不安全，最终结果应该会小于2000。

? 总结：使用CAS的套路：

AtomicReference<Object> atomRef = new AtomicReference<>(new Object());
Object oldCache = atomRef.get();

// 对缓存oldCache做一些操作
Object newCache  =  someFunctionOfOld(oldCache); 

// 如果期间没有其它线程改变了缓存值，则更新
boolean success = atomRef.compareAndSet(oldCache , newCache);