java锁的两种机制

Ⅰ java中文件加锁机制是怎么实现的。

Java中文件加锁机制如下：
在对文件操作过程中，有时候需要对文件进行加锁操作，防止其他线程访问该文件。对文件的加锁方法有两种：
第一种方法：使用RandomAccessFile类操作文件。
在java.io.RandomAccessFile类的open方法，提供了参数实现独占的方式打开文件：
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rws");
其中的“rws”参数，rw代表读取和写入，s代表了同步方式，也就是同步锁。这种方式打开的文件，就是独占方式的。

第二种方法：使用sun.nio.FileChannel对文件进行加锁。
代码：
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("file.txt", "rw");
FileChannel fc = raf.getChannel();
FileLock fl = fc.tryLock();
if(fl.isValid())
System.out.println("You have got the file lock.");

以上是通过RandomAccessFile来获得文件锁的，方法如下：
代码：
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file.txt");
FileChannel fc = fos.getChannel(); //获取FileChannel对象
FileLock fl = fc.tryLock(); //or fc.lock();
if(null != fl)
System.out.println("You have got file lock.");
//TODO write content to file
//TODO write end, should release this lock
fl.release(); //释放文件锁
fos.close; //关闭文件写操作

如果在读文件操作的时候，对文件进行加锁，操作过程如下：
FileChannel也可以从FileInputStream中直接获得，但是这种直接获得FileChannel的对象直接去操作FileLock会报异常NonWritableChannelException，需要自己去实现getChannel方法，代码如下：
private static FileChannel getChannel(FileInputStream fin, FileDescriptor fd) {
FileChannel channel = null;
synchronized(fin){
channel = FileChannelImpl.open(fd, true, true, fin);
return channel;
}
}

其实，看FileInputStream时，发现getChannel方法与我们写的代码只有一个地方不同，即open方法的第三个参数不同，如果设置为false，就不能锁住文件了。缺省的getChannel方法，就是false，因此，不能锁住文件。

Ⅱ 如何使用java的锁机制

可以在临界区代码开始的位置执行Lock类的lock方法，为代码块加锁，而在临界区的出口使用相同Lock实例的unlock方法，释放临界区资源。
Demo2-12中，主线程先创建了一个lockTest对象test，然后将相同的test对象交给两个不同的线程执行。子线程1获取到了lock后，开始执行before sleep输出语句，遇到sleep后，线程1阻塞将会放弃执行权，这时线程2可以获取执行权，当线程2执行lock方法时，发现锁已经被别的线程获取，所以线程2阻塞等待lock的释放。线程1从sleep中被唤醒后，将继续执行after sleep语句，之后释放了锁，此时线程2从锁等待中被唤醒，执行临近区的内容，因此Demo2-12的输出是先线程1的两条语句，之后才输出线程2的两条语句。而Demo2-13在没有锁的保护下，程序无法保证先将线程1的两条语句输出后再执行线程2的输出，因此，Demo2-13的输出结果是交叉的。

Ⅲ java中snchronised和锁的区别

在分布式开发中，锁是线程控制的重要途径。Java为此也提供了2种锁机制，synchronized和lock。
我们先从最简单的入手，逐步分析这2种的区别。

一、synchronized和lock的用法区别

synchronized：在需要同步的对象中加入此控制，synchronized可以加在方法上，也可以加在特定代码块中，括号中表示需要锁的对象。

lock：需要显示指定起始位置和终止位置。一般使用ReentrantLock类做为锁，多个线程中必须要使用一个ReentrantLock类做为对象才能保证锁的生效。且在加锁和解锁处需要通过lock()和unlock()显示指出。所以一般会在finally块中写unlock()以防死锁。

用法区别比较简单，这里不赘述了，如果不懂的可以看看Java基本语法。

二、synchronized和lock性能区别

synchronized是托管给JVM执行的，而lock是java写的控制锁的代码。在Java1.5中，synchronize是性能低效的。因为这是一个重量级操作，需要调用操作接口，导致有可能加锁消耗的系统时间比加锁以外的操作还多。相比之下使用Java提供的Lock对象，性能更高一些。但是到了Java1.6，发生了变化。synchronize在语义上很清晰，可以进行很多优化，有适应自旋，锁消除，锁粗化，轻量级锁，偏向锁等等。导致在Java1.6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。

说到这里，还是想提一下这2中机制的具体区别。据我所知，synchronized原始采用的是CPU悲观锁机制，即线程获得的是独占锁。独占锁意味着其他线程只能依靠阻塞来等待线程释放锁。而在CPU转换线程阻塞时会引起线程上下文切换，当有很多线程竞争锁的时候，会引起CPU频繁的上下文切换导致效率很低。

而Lock用的是乐观锁方式。所谓乐观锁就是，每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作，如果因为冲突失败就重试，直到成功为止。乐观锁实现的机制就是CAS操作（Compare and Swap）。我们可以进一步研究ReentrantLock的源代码，会发现其中比较重要的获得锁的一个方法是compareAndSetState。这里其实就是调用的CPU提供的特殊指令。

现代的CPU提供了指令，可以自动更新共享数据，而且能够检测到其他线程的干扰，而 compareAndSet() 就用这些代替了锁定。这个算法称作非阻塞算法，意思是一个线程的失败或者挂起不应该影响其他线程的失败或挂起的算法。

我也只是了解到这一步，具体到CPU的算法如果感兴趣的读者还可以在查阅下，如果有更好的解释也可以给我留言，我也学习下。

三、synchronized和lock用途区别

synchronized原语和ReentrantLock在一般情况下没有什么区别，但是在非常复杂的同步应用中，请考虑使用ReentrantLock，特别是遇到下面2种需求的时候。

1.某个线程在等待一个锁的控制权的这段时间需要中断
2.需要分开处理一些wait-notify，ReentrantLock里面的Condition应用，能够控制notify哪个线程
3.具有公平锁功能，每个到来的线程都将排队等候

Ⅳ java的加锁机制的问题，简单回答一下就好

每个对象有唯一的一把锁。锁被某个线程获得后，其他线程会阻塞等待，直到锁被释放且获得。
语法
synchronize(对象){
....
}，意思就是当前线程需要获得该对象的锁才能运行之后同步块中的代码，没获得就阻塞等待。
这样就避免对该对象同时有多个线程读写，造成数据不同步的问题，从而实现了“同步synchronization”

Ⅳ java中悲观锁和乐观锁的区别

乐观锁和悲观锁的区别如下：
1、悲观锁是当线程拿到资源时，就对资源上锁，并在提交后，才释放锁资源，其他线程才能使用资源。
2、乐观锁是当线程拿到资源时，上乐观锁，在提交之前，其他的锁也可以操作这个资源，当有冲突的时候，并发机制会保留前一个提交，打回后一个提交，让后一个线程重新获取资源后，再操作，然后提交。和git上传代码一样，两个线程都不是直接获取资源本身，而是先获取资源的两个版本，然后在这两个版本上修改。
3、悲观锁和乐观锁在并发量低的时候，性能差不多，但是在并发量高的时候，乐观锁的性能远远优于悲观锁。
4、常用的synchronized是悲观锁，lock是乐观锁。

Ⅵ java 锁有几种

乐观锁/悲观锁

乐观锁与悲观锁不是指具体的什么类型的锁，而是指看待并发同步的角度。

悲观锁认为对于同一个数据的并发操作，一定是会发生修改的，哪怕没有修改，也会认为修改。因此对于同一个数据的并发操作，悲观锁采取加锁的形式。悲观的认为，不加锁的并发操作一定会出问题。
乐观锁则认为对于同一个数据的并发操作，是不会发生修改的。在更新数据的时候，会采用尝试更新，不断重新的方式更新数据。乐观的认为，不加锁的并发操作是没有事情的。
从上面的描述我们可以看出，悲观锁适合写操作非常多的场景，乐观锁适合读操作非常多的场景，不加锁会带来大量的性能提升。
公平锁/非公平锁

公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁。

非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。

优点：在于吞吐量比公平锁大。
缺点：可能会造成优先级反转或者某些线程饥饿现象(一直拿不到锁)。
对于Java ReentrantLock而言，通过构造函数指定该锁是否是公平锁，默认是非公平锁。
对于Synchronized而言，也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是通过AQS的来实现线程调度，所以并没有任何办法使其变成公平锁。
可重入锁

可重入锁的概念是自己可以再次获取自己的内部锁。
举个例子，比如一条线程获得了某个对象的锁，此时这个对象锁还没有释放，当其再次想要获取这个对象的锁的时候还是可以获取的（如果不可重入的锁的话，此刻会造成死锁）。说的更高深一点可重入锁是一种递归无阻塞的同步机制。
对于Java ReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一个可重入锁，其名字是Re entrant Lock重新进入锁。
对于Synchronized而言,也是一个可重入锁。可重入锁的一个好处是可一定程度避免死锁。
独享锁/共享锁

独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。
共享锁是指该锁可被多个线程所持有。
对于Java ReentrantLock（互斥锁）而言，其是独享锁。
但是对于Lock的另一个实现类ReadWriteLock（读写锁），其读锁是共享锁，其写锁是独享锁。读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的，读写，写读 ，写写的过程是互斥的。
对于Synchronized而言，当然是独享锁。
分段锁

分段锁其实是一种锁的设计，并不是具体的一种锁。对于ConcurrentHashMap而言，其并发的实现就是通过分段锁的形式来实现高效的并发操作。

我们以ConcurrentHashMap来说一下分段锁的含义以及设计思想，ConcurrentHashMap中的分段锁称为Segment，它即类似于HashMap（JDK7与JDK8中HashMap的实现）的结构，即内部拥有一个Entry数组，数组中的每个元素又是一个链表；同时又是一个ReentrantLock（Segment继承了ReentrantLock)。
当需要put元素的时候，并不是对整个hashmap进行加锁，而是先通过hashcode来知道他要放在那一个分段中，然后对这个分段进行加锁，所以当多线程put的时候，只要不是放在一个分段中，就实现了真正的并行的插入。
但是，在统计size的时候，可就是获取hashmap全局信息的时候，就需要获取所有的分段锁才能统计。
分段锁的设计目的是细化锁的粒度，当操作不需要更新整个数组的时候，就仅仅针对数组中的一项进行加锁操作。
互斥锁：

无法获取琐时，进线程立刻放弃剩余的时间片并进入阻塞（或者说挂起）状态，同时保存寄存器和程序计数器的内容（保存现场，上下文切换的前半部分），当可以获取锁时，进线程激活，等待被调度进CPU并恢复现场（上下文切换下半部分）

上下文切换会带来数十微秒的开销，不要在性能敏感的地方用互斥锁
读写锁：

1）多个读者可以同时进行读
2）写者必须互斥（只允许一个写者写，也不能读者写者同时进行）
3）写者优先于读者（一旦有写者，则后续读者必须等待，唤醒时优先考虑写者）
自旋锁：

自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞，而是采用循环的方式去尝试获取锁，这样的好处是减少线程上下文切换的消耗，缺点是循环会消耗CPU。

Ⅶ 说说java锁有哪些种类，以及区别

锁作为并发共享数据，保证一致性的工具，在JAVA平台有多种实现(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利，但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA下常见的锁名称以及特性，为大家答疑解惑。
1、自旋锁
自旋锁是采用让当前线程不停地的在循环体内执行实现的，当循环的条件被其他线程改变时 才能进入临界区。如下

01 public class SpinLock {
02
03 private AtomicReference<Thread> sign =newAtomicReference<>();
04
05 public void lock(){
06 Thread current = Thread.currentThread();
07 while(!sign .compareAndSet(null, current)){
08 }
09 }
10
11 public void unlock (){
12 Thread current = Thread.currentThread();
13 sign .compareAndSet(current, null);
14 }
15 }
使用了CAS原子操作，lock函数将owner设置为当前线程，并且预测原来的值为空。unlock函数将owner设置为null，并且预测值为当前线程。
当有第二个线程调用lock操作时由于owner值不为空，导致循环一直被执行，直至第一个线程调用unlock函数将owner设置为null，第二个线程才能进入临界区。
由于自旋锁只是将当前线程不停地执行循环体，不进行线程状态的改变，所以响应速度更快。但当线程数不停增加时，性能下降明显，因为每个线程都需要执行，占用CPU时间。如果线程竞争不激烈，并且保持锁的时间段。适合使用自旋锁。
注：该例子为非公平锁，获得锁的先后顺序，不会按照进入lock的先后顺序进行。
Java锁的种类以及辨析（二）：自旋锁的其他种类

锁作为并发共享数据，保证一致性的工具，在JAVA平台有多种实现(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利，但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA下常见的锁名称以及特性，为大家答疑解惑。

2.自旋锁的其他种类
上篇我们讲到了自旋锁，在自旋锁中 另有三种常见的锁形式:TicketLock ，CLHlock 和MCSlock
Ticket锁主要解决的是访问顺序的问题，主要的问题是在多核cpu上
01 package com.alipay.titan.dcc.dal.entity;
02
03 import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
04
05 public class TicketLock {
06 private AtomicInteger serviceNum = new AtomicInteger();
07 private AtomicInteger ticketNum = new AtomicInteger();
08 private static final ThreadLocal<Integer> LOCAL = new ThreadLocal<Integer>();
09
10 public void lock() {
11 int myticket = ticketNum.getAndIncrement();
12 LOCAL.set(myticket);
13 while (myticket != serviceNum.get()) {
14 }
15
16 }
17
18 public void unlock() {
19 int myticket = LOCAL.get();
20 serviceNum.compareAndSet(myticket, myticket + 1);
21 }
22 }
每次都要查询一个serviceNum 服务号，影响性能（必须要到主内存读取，并阻止其他cpu修改）。
CLHLock 和MCSLock 则是两种类型相似的公平锁，采用链表的形式进行排序，
01 importjava.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater;
02
03 public class CLHLock {
04 public static class CLHNode {
05 private volatile boolean isLocked = true;
06 }
07
08 @SuppressWarnings("unused")
09 private volatileCLHNode tail;
10 private static finalThreadLocal<CLHNode> LOCAL = new ThreadLocal<CLHNode>();
11 private static <CLHLock, CLHNode> UPDATER = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(CLHLock.class,
12 CLHNode.class,"tail");
13
14 public void lock() {
15 CLHNode node = new CLHNode();
16 LOCAL.set(node);
17 CLHNode preNode = UPDATER.getAndSet(this, node);
18 if (preNode != null) {
19 while (preNode.isLocked) {
20 }
21 preNode = null;
22 LOCAL.set(node);
23 }
24 }
25
26 public void unlock() {
27 CLHNode node = LOCAL.get();
28 if (!UPDATER.compareAndSet(this, node,null)) {
29 node.isLocked = false;
30 }
31 node = null;
32 }
33 }

CLHlock是不停的查询前驱变量， 导致不适合在NUMA 架构下使用（在这种结构下，每个线程分布在不同的物理内存区域）
MCSLock则是对本地变量的节点进行循环。不存在CLHlock 的问题。
01 importjava.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater;
02
03 public class MCSLock {
04 public static class MCSNode {
05 volatile MCSNode next;
06 volatile boolean isLocked = true;
07 }
08
09 private static finalThreadLocal<MCSNode> NODE = new ThreadLocal<MCSNode>();
10 @SuppressWarnings("unused")
11 private volatileMCSNode queue;
12 private static <MCSLock, MCSNode> UPDATER = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(MCSLock.class,
13 MCSNode.class,"queue");
14
15 public void lock() {
16 MCSNode currentNode = new MCSNode();
17 NODE.set(currentNode);
18 MCSNode preNode = UPDATER.getAndSet(this, currentNode);
19 if (preNode != null) {
20 preNode.next = currentNode;
21 while (currentNode.isLocked) {
22
23 }
24 }
25 }
26
27 public void unlock() {
28 MCSNode currentNode = NODE.get();
29 if (currentNode.next == null) {
30 if (UPDATER.compareAndSet(this, currentNode, null)) {
31
32 } else {
33 while (currentNode.next == null) {
34 }
35 }
36 } else {
37 currentNode.next.isLocked = false;
38 currentNode.next = null;
39 }
40 }
41 }

Ⅷ java的锁机制，到底都能锁住啥

这是有关线程的概念，多线程在访问同一数据或代码块的时候可能造成数据不一致，即线程不安全，此时需要线程锁，有锁就一次只能一个线程访问，做到保证数据的一致性，下个线程只有在前面的线程执行完之后把锁释放才能访问

Ⅸ 北大青鸟java培训：关于线程安全问题分析

在学习java编程开发语言的过程中，我们掌握了线程与线程池等相关技术知识。
今天，北大青鸟湖南计算机学院http://www.kmbdqn.cn/就关于线程安全问题给大家做一个简单的说明和介绍，一起来了解一下吧。
线程安全就是多线程访问时，采用了加锁机制，当一个线程访问该类的某个数据时，进行保护，其他线程不能进行访问直到该线程读取完，其他线程才可使用。
不会出现数据不一致或者数据污染。
线程不安全就是不提供数据访问保护，有可能出现多个线程先后更改数据造成所得到的数据是脏数据。
什么时候考虑到线程安全：一个对象是否需要线程安全，取决于该对象是否被多线程访问。
这指的是程序中访问对象的方式，而不是对象要实现的功能。
要使得对象是线程安全的，要采用同步机制来协同对对象可变状态的访问。
Java常用的同步机制是Synchronized，还包括volatile类型的变量，显示锁以及原子变量。
在多个线程中，当它们同时访问同个类时，每次执行的结果和单线程结果一致，且变量值跟预期一致，这个类则是线程安全的。
锁的特性锁机制的两种特性：互斥性：即同一时间只允许一个线程持有某个对象的锁，通过这种特性来实现多线程中的协调机制，这样在同一时间只有一个线程对需同步的代码块(复合操作)进行访问。
互斥性我们也往往称为操作的原子性。
可见性：必须确保在锁被释放之前，对共享变量所做的修改，对于随后获得该锁的另一个线程是可见的，否则另一个线程可能是在本地缓存的某个副本上继续操作从而引起不一致。
挂起、休眠、阻塞和非阻塞挂起：当线程被挂起时，其会失去CPU的使用时间，直到被其他线程(用户线程或调试线程)唤醒。
休眠：同样是会失去CPU的使用时间，但是在过了指定的休眠时间之后，它会自动激活，无需唤醒(整个唤醒表面看是自动的，但实际上也得有守护线程去唤醒，只是不需编程者手动干预)。
阻塞：在线程执行时，所需要的资源不能得到，则线程被挂起，直到满足可操作的条件。
非阻塞：在线程执行时，所需要的资源不能得到，则线程不是被挂起等待，而是继续执行其余事情，等待条件满足了后，收到了通知(同样是守护线程去做)再执行。

Ⅹ JAVA中的内锁机制是什么

多线程同步的实现最终依赖锁机制。我们可以想象某一共享资源是一间屋子，每个人都是一个线程。当A希望进入房间时，他必须获得门锁，一旦A获得门锁，他进去后就立刻将门锁上，于是B,C,D...就不得不在门外等待，直到A释放锁出来后，B,C,D...中的某一人抢到了该锁（具体抢法依赖于JVM的实现，可以先到先得，也可以随机挑选），然后进屋又将门锁上。这样，任一时刻最多有一人在屋内（使用共享资源）。 Java语言规范内置了对多线程的支持。对于Java程序来说，每一个对象实例都有一把“锁”，一旦某个线程获得了该锁，别的线程如果希望获得该锁，只能等待这个线程释放锁之后。获得锁的方法只有一个，就是synchronized关键字。