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乐观锁、悲观锁、互斥锁和自旋锁简介

2021-12-26 17:04:03  阅读:157  来源: 互联网

标签:加锁 简介 互斥 线程 自旋 失败 CPU


乐观锁、悲观锁

CAS(Compare And Swap 比较并且替换)是乐观锁的一种实现方式:线程在读取数据时不进行加锁,在准备写回数据时,先去查询原值,操作的时候比较原值是否修改,若未被其他线程修改则写回,若已被修改,则重新执行读取流程。

他是乐观锁的一种实现,就是说认为数据总是不会被更改,我很乐观的,每次我都觉得数据不会被更改

存在一个问题:容易一直循环

 

 synchronized加锁,synchronized 是最常用的线程同步手段之一,上面提到的CAS是乐观锁的实现,synchronized就是悲观锁了。

悲观锁就是认为每次都会修改数据,需要一直防备着

互斥锁和自旋锁

最底层的两种就是会「互斥锁和自旋锁」,有很多高级的锁都是基于它们实现的,你可以认为它们是各种锁的地基,所以我们必须清楚它俩之间的区别和应用。

加锁的目的就是保证共享资源在任意时间里,只有一个线程访问,这样就可以避免多线程导致共享数据错乱的问题。

当已经有一个线程加锁后,其他线程加锁则就会失败,互斥锁和自旋锁对于加锁失败后的处理方式是不一样的:

  • 互斥锁加锁失败后,线程会释放 CPU ,给其他线程;

  • 自旋锁加锁失败后,线程会忙等待,直到它拿到锁;

互斥锁是一种「独占锁」,比如当线程 A 加锁成功后,此时互斥锁已经被线程 A 独占了,只要线程 A 没有释放手中的锁,线程 B 加锁就会失败,于是就会释放 CPU 让给其他线程,既然线程 B 释放掉了 CPU,自然线程 B 加锁的代码就会被阻塞

自旋锁是最比较简单的一种锁,一直自旋,利用 CPU 周期,直到锁可用。需要注意,在单核 CPU 上,需要抢占式的调度器(即不断通过时钟中断一个线程,运行其他线程)。否则,自旋锁在单 CPU 上无法使用,因为一个自旋的线程永远不会放弃 CPU。

自旋锁开销少,在多核系统下一般不会主动产生线程切换,适合异步、协程等在用户态切换请求的编程方式,但如果被锁住的代码执行时间过长,自旋的线程会长时间占用 CPU 资源,所以自旋的时间和被锁住的代码执行的时间是成「正比」的关系,我们需要清楚的知道这一点。

自旋锁与互斥锁使用层面比较相似,但实现层面上完全不同:当加锁失败时,互斥锁用「线程切换」来应对,自旋锁则用「忙等待」来应对

它俩是锁的最基本处理方式,更高级的锁都会选择其中一个来实现,比如读写锁既可以选择互斥锁实现,也可以基于自旋锁实现。

标签:加锁,简介,互斥,线程,自旋,失败,CPU
来源: https://www.cnblogs.com/yetangjian/p/15733395.html

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