一、ReentrantLock 與synchronized的區(qū)別
1. 兩者的共同點(diǎn)
●都是用來(lái)協(xié)調(diào)多線程對(duì)共享對(duì)象、變量的訪問(wèn)
●都是可重入鎖,同一線程可以多次獲得同一個(gè)鎖
●都保證了可見(jiàn)性和互斥性
2. 兩者的不同點(diǎn)
●ReentrantLock 顯示的獲得、釋放鎖,synchronized 隱式獲得釋放鎖
●ReentrantLock 可響應(yīng)中斷、可輪回,synchronized 是不可以響應(yīng)中斷的,為處理鎖的不可用性提供了更高的靈活性
●ReentrantLock 是 API 級(jí)別的,synchronized 是 JVM 級(jí)別的
●ReentrantLock 可以實(shí)現(xiàn)公平鎖
●ReentrantLock 通過(guò) Condition 可以綁定多個(gè)條件
●底層實(shí)現(xiàn)不一樣, synchronized 是同步阻塞,使用的是悲觀并發(fā)策略,lock 是同步非阻塞,采用的是樂(lè)觀并發(fā)策略
●Lock 是一個(gè)接口,而 synchronized 是 Java 中的關(guān)鍵字,synchronized 是內(nèi)置的語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。
●synchronized 在發(fā)生異常時(shí),會(huì)自動(dòng)釋放線程占有的鎖,因此不會(huì)導(dǎo)致死鎖現(xiàn)象發(fā)生;而 Lock 在發(fā)生異常時(shí),如果沒(méi)有主動(dòng)通過(guò) unLock()去釋放鎖,則很可能造成死鎖現(xiàn)象,因此使用 Lock 時(shí)需要在 finally 塊中釋放鎖。
●Lock 可以讓等待鎖的線程響應(yīng)中斷,而 synchronized 卻不行,使用 synchronized 時(shí),等待的線程會(huì)一直等待下去,不能夠響應(yīng)中斷。
●通過(guò) Lock 可以知道有沒(méi)有成功獲取鎖,而 synchronized 卻無(wú)法辦到。
●Lock 可以提高多個(gè)線程進(jìn)行讀操作的效率,既就是實(shí)現(xiàn)讀寫鎖等。
二、 什么是線程的上下文切換?
巧妙地利用了時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方式, CPU 給每個(gè)任務(wù)都服務(wù)一定的時(shí)間,然后把當(dāng)前任務(wù)的狀態(tài)保存下來(lái),在加載下一任務(wù)的狀態(tài)后,繼續(xù)服務(wù)下一任務(wù),任務(wù)的狀態(tài)保存及再加載, 這段過(guò)程就叫做上下文切換。時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方式使多個(gè)任務(wù)在同一顆 CPU 上執(zhí)行變成了可能。
1. 進(jìn)程
(有時(shí)候也稱做任務(wù))是指一個(gè)程序運(yùn)行的實(shí)例。在 Linux 系統(tǒng)中,線程就是能并行運(yùn)行并且與他們的父進(jìn)程(創(chuàng)建他們的進(jìn)程)共享同一地址空間(一段內(nèi)存區(qū)域)和其他資源的輕量級(jí)的進(jìn)程。
2. 上下文
是指某一時(shí)間點(diǎn) CPU 寄存器和程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容。
3. 寄存器
是 CPU 內(nèi)部的數(shù)量較少但是速度很快的內(nèi)存(與之對(duì)應(yīng)的是 CPU 外部相對(duì)較慢的 RAM 主內(nèi)存)。寄存器通過(guò)對(duì)常用值(通常是運(yùn)算的中間值)的快速訪問(wèn)來(lái)提高計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行的速度。
4. 程序計(jì)數(shù)器
是一個(gè)專用的寄存器,用于表明指令序列中 CPU 正在執(zhí)行的位置,存的值為正在執(zhí)行的指令的位置或者下一個(gè)將要被執(zhí)行的指令的位置,具體依賴于特定的系統(tǒng)。
5. PCB-“切換楨”
上下文切換可以認(rèn)為是內(nèi)核(操作系統(tǒng)的核心)在 CPU 上對(duì)于進(jìn)程(包括線程)進(jìn)行切換,上下文切換過(guò)程中的信息是保存在進(jìn)程控制塊(PCB, process control block)中的。PCB 還經(jīng)常被稱作“切換楨”(switchframe)。信息會(huì)一直保存到 CPU 的內(nèi)存中,直到他們被再次使用。
6. 上下文切換的活動(dòng)
●掛起一個(gè)進(jìn)程,將這個(gè)進(jìn)程在 CPU 中的狀態(tài)(上下文)存儲(chǔ)于內(nèi)存中的某處。
●在內(nèi)存中檢索下一個(gè)進(jìn)程的上下文并將其在 CPU 的寄存器中恢復(fù)。
●跳轉(zhuǎn)到程序計(jì)數(shù)器所指向的位置(即跳轉(zhuǎn)到進(jìn)程被中斷時(shí)的代碼行),以恢復(fù)該進(jìn)程在程序中。
●引起線程上下文切換的原因
●當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間片用完之后,系統(tǒng) CPU 正常調(diào)度下一個(gè)任務(wù);
●當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)碰到 IO 阻塞,調(diào)度器將此任務(wù)掛起,繼續(xù)下一任務(wù);
●多個(gè)任務(wù)搶占鎖資源,當(dāng)前任務(wù)沒(méi)有搶到鎖資源,被調(diào)度器掛起,繼續(xù)下一任務(wù);
●用戶代碼掛起當(dāng)前任務(wù),讓出 CPU 時(shí)間;
●硬件中斷;
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