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Wed, 08 Dec 2010 09:40:00 GMT

摘要: java.util.concurrent 包含许多�U�程安全、测试良好、高性能的�ƈ发构建块。不客气地说�Q�创�?java.util.concurrent 的目的就是要实现 Collection 框架�Ҏ��据结构所执行的�ƈ发操作。通过提供一�l�可靠的、高性能�q�发构徏块，开发�h员可以提高�ƈ发类的线�E�安全、可伸羃性、性能、可��L��和可靠性�?如果一些类名看��h��怼��Q�可能是因�ؓ java.util.concurr... 阅读全文

杨罗�|?/a> 2010-12-08 17:40 发表评论

多线�E�锁机制的�ȝ��

Fri, 03 Dec 2010 02:11:00 GMT

AQS中有一个state字段�Q�int�c�d��Q?2位）用来描述有多��线�E�获持有锁。在独占锁的时代�q�个值通常�?或�?�Q�如果是重入的就是重入的�ơ数�Q�，在共享锁的时代就是持有锁的数量�?br /> 自旋�{�待适合于比较短的等待，而挂��L��E�比较适合那些比较耗时的等待�?br />

锁竞�?/font>

影响锁竞争性的条�g有两个：锁被��h��的频率和每次持有锁的旉��。显然当而这二者都很小的时候，锁竞争不会成��Z��要的瓉��。但是如果锁使用不当�Q�导致二者都比较大，那么很有可能CPU不能有效的处理�Q务，��d��被大量堆�U��?/p>

所以减��锁竞争的方式有下面三种�Q?/p>

减少锁持有的旉��
减少锁请求的频率
采用�׃�n锁取代独占锁

死锁

1.一�U�情冉|��U�程A永远不释��N��Q�结果B一直拿不到锁，所以线�E�B��?#8220;��L��”�?br /> 2.�W�二�U�情况下�Q�线�E�A拥有�U�程B需要的锁Y�Q�同时线�E�B拥有�U�程A需要的锁X�Q�那么这时候线�E�A/B互相依赖�Ҏ��释放锁，于是二者都“��L��”了�?br /> 3.如果一个线�E��L��不能被调度，那么�{�待此线�E�结果的�U�程可能��死锁了。这�U�情况叫做线�E�饥饿死锁。比如说非公�q�锁中，如果某些�U�程非常�z�跃�Q�在高�ƈ发情况下�q�类�U�程可能��L��拿到锁，那么那些�z�跃度低的线�E�可能就一直拿不到锁，�q�样��发生了“饥饿�?#8221;�?/p>

避免死锁的解��x��案是�Q?br /> 1.��可能的按照锁的使用规范��h��锁，另外锁的��h��_�度要小�Q�不要在不需要锁的地方占用锁�Q�锁不用了尽快释放）�Q?br /> 2.在高�U�锁里面��L��使用tryLock或者定时机�Ӟ��是指定获取锁超时的旉��Q�如果时间到了还没有获取到锁那么��放弃）。高�U�锁�Q�Lock�Q�里面的�q�两�U�方式可以有效的避免死锁�?/p>

杨罗�|?/a> 2010-12-03 10:11 发表评论

[转]CAS原理

Thu, 18 Nov 2010 07:16:00 GMT

在JDK 5之前Java语言是靠synchronized关键字保证同步的�Q�这会导致有锁（后面的章节还会谈到锁�Q��?/p>
锁机制存在以下问题：

�Q?�Q�在多线�E�竞争下�Q�加锁、释��N��会导致比较多的上下文切换和调度�g�Ӟ��引�v性能问题�?/p>
�Q?�Q�一个线�E�持有锁会导致其它所有需要此锁的�U�程挂�v�?/p>
�Q?�Q�如果一个优先��高的�U�程�{�待一个优先��低的�U�程释放锁会��D��优先�U�倒置�Q�引��h��能风险�?/p>

volatile是不错的机制�Q�但是volatile不能保证原子性。因此对于同步最�l�还是要回到锁机制上来�?/p>

独占锁是一�U�悲观锁�Q�synchronized��是一�U�独占锁�Q�会��D��其它所有需要锁的线�E�挂��P��{�待持有锁的�U�程释放锁。而另一个更加有效的锁就是乐观锁。所�?span style="color: red">�?span style="color: red">观锁��是�Q?/span>每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作�Q�如果因为冲�H�失败就重试�Q�直到成功�ؓ止�?br />
CAS 操作

上面的乐观锁用到的机制就是CAS�Q�Compare and Swap�?/p>

CAS�?个操作数�Q�内存值V�Q�旧的预期值A�Q�要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同�Ӟ��内存值V修改为B�Q�否则什么都不做�?/p>

非阻塞算�?�Q�nonblocking algorithms�Q?/strong>

一个线�E�的��p�|或者挂起不应该影响其他�U�程的失败或挂�v的算法�?/p>

��C��的CPU提供了特�D�的指��o�Q�可以自动更新共享数据，而且能够��到其他�U�程的干扎ͼ��?compareAndSet() ��q��q�些代替了锁定�?/p>
拿出AtomicInteger来研�I�在没有锁的情况下是如何做到数据正确性的�?/p>

private volatile int value;

首先毫无以�ؓ�Q?span style="color: red">在没有锁的机制下可能需要借助volatile原语�Q�保证线�E�间的数据是可见的（�׃�n的）�?/span>�q�样才获取变量的值的时候才能直接读取�?/p>

public final int get() {
        return value;
    }

然后来看�?+i是怎么做到的�?/p>

public final int incrementAndGet() {
    for (;;) {
        int current = get();
        int next = current + 1;
        if (compareAndSet(current, next))
            return next;
    }
}

在这里采用了CAS操作�Q�每�ơ从内存中读取数据然后将此数据和+1后的�l�果�q�行CAS操作�Q�如果成功就�q�回�l�果�Q�否则重试直到成功�ؓ止�?/p>
而compareAndSet利用JNI来完成CPU指��o的操作�?/p>

public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
    return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }

整体的过�E�就是这样子的，利用CPU的CAS指��o�Q�同时借助JNI来完成Java的非��d��法。其它原子操作都是利用类似的�Ҏ��完成的�?/p>
而整个J.U.C都是建立在CAS之上的，因此对于synchronized��d��法�Q�J.U.C在性能上有了很大的提升�?br />
CAS看�v来很爽，但是会导�?#8220;ABA问题”�?/p>
CAS��法实现一个重要前提需要取出内存中某时�ȝ��数据�Q�而在下时��L��较�ƈ替换�Q�那么在�q�个旉��差类会导致数据的变化�?/p>
比如说一个线�E�one从内存位�|�V中取出A�Q�这时候另一个线�E�two也从内存中取出A�Q��ƈ且two�q�行了一些操作变成了B�Q�然后two又将V位置的数据变成A�Q�这时候线�E�one�q�行CAS操作发现内存中仍然是A�Q�然后one操作成功。尽��线�E�one的CAS操作成功�Q�但是不代表�q�个�q�程��是没有问题的。如果链表的头在变化了两�ơ后恢复了原��|��但是不代表链表就没有变化。因此前面提到的原子操作AtomicStampedReference/AtomicMarkableReference��很有用了。这允许一对变化的元素�q�行原子操作�?/span>

杨罗�|?/a> 2010-11-18 15:16 发表评论

volatile的适用场景

Thu, 18 Nov 2010 06:45:00 GMT

volatile保证�U�程间的数据是可见的�Q�共享的�Q�，但不保证数据同步

volatile相当于synchronized的弱实现�Q�也��是说volatile实现了类似synchronized的语义，却又没有锁机制。它��保对volatile字段的更��C��可预见的方式告知其他的线�E��?br /> volatile包含以下语义�Q?br /> �Q?�Q�Java 存储模型不会对valatile指��o的操作进行重排序�Q�这个保证对volatile变量的操作时按照指��o的出现顺序执行的�?br /> �Q?�Q�volatile变量不会被缓存在寄存器中�Q�只有拥有线�E�可见）或者其他对CPU不可见的地方�Q�每�ơ��L��从主存中��d��volatile变量的结果。也��是说对于volatile变量的修改，其它�U�程��L��可见的，�q�且不是使用自己�U�程栈内部的变量。也��是在happens-before法则中，对一个valatile变量的写操作后，其后的�Q何读操作理解可见此写操作的结果�?br />
volatile变量的特性不错，但是volatile�q�不能保证线�E�安全的�Q�也��是说volatile字段的操作不是原子性的�Q�volatile变量只能保证可见性（一个线�E�修改后其它�U�程能够理解看到此变化后的结果）�Q�要想保证原子性，目前为止只能加锁�Q?br />
volatile通常在下面的场景�Q?/p>
volatile boolean done = false;

…

    while( ! done ){
        dosomething();
    }

应用volatile变量的三个原则：

�Q?�Q�写入变量不依赖此变量的��|��或者只有一个线�E�修�Ҏ��变量

�Q?�Q�变量的状态不需要与其它变量共同参与不变�U�束

�Q?�Q�访问变量不需要加�?/p>

杨罗�|?/a> 2010-11-18 14:45 发表评论

[转]JAVA内存模型�Q�happens-before法则

Thu, 18 Nov 2010 06:42:00 GMT
     摘要: JMM规范�Q?nbsp; The rules for happens-before are: Program order rule. Each action in a thread happens-before every action in that thread that comes later in the program order. ...  阅读全文

杨罗�|?/a> 2010-11-18 14:42 发表评论