Java虚拟机--无锁(十五)

  

• 啥是无锁？
  • 高并发时，"锁"的激烈竞争可能会成为系统瓶颈；无锁使用非阻塞同步的方法，在不使用锁的前提下，确保数据和程序在高并发环境下保持多线程间的一致性。
• 理解CAS
  • 重申"锁"的同步方式
    • 一种阻塞的线程同步方式，不同线程在锁竞争时，总不能避免相互等待，从而阻塞当前线程；
  • 如何解决这个问题？
    • 那就是非阻塞同步咯。代表是ThreadLocal，每个线程拥有各自独立的变量副本，在并行计算时，无需相互等待；
  • CAS算法
    • 非阻塞，没有死锁，线程之间影响小，系统开销小，没有线程间调度的开销；
    • 算法实现过程：
      • 包含三个参数CAS(V,E,N)：V：要更新的变量，E：预期值，N：新值；
      • 仅当V值等于E值时，才会将V的值设为N，如果V值和E值不同，则说明已经有其他线程做了更新，则当前线程什么都不做；
      • 最后,CAS返回当前V的真实值；
      • 多个线程同时使用CAS操作一个变量时，只有一个会成功更新，其余均会失败；
        • 失败的线程不会被挂起，仅是被告知失败，并且允许再次尝试，也允许它放弃操作；
      • 即使没有锁，CAS也可以发现其他线程对当前线程的干扰，并进行处理；
• 原子操作
  • java.util.concurrent.atomic包下，有对无锁算法实现的原子操作类；
    • 主要有AtomicInteger（整数）,AtomicIntegerArray（整数数组）,AtomicLong（长整型）,AtomicLongArray（长整型数组）,AtomicReference（普通对象）；
    • 实现机制：在一个死循环中，不断尝试修改目标值，直到修改成功。如果竞争不激烈，会提高修改成功的概率，否则相反；失败次数过多，会影响性能；
• LongAddr
  • JDK1.8在java.util.concurrent.atomic包中新引入了LongAdder类来提高原子类性能。
    • LongAddr的优化思路：将热点数据value分离成多个单元cell，每个cell独自维护内部的值，当前对象的实际值由所有的cell累计合成，就对value进行了有效的分离，提高了并行度
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