java实现线程安全的实现方法

1、互斥同步(阻塞式、悲观锁)

可以简单理解为两个人上洗手间,一个人进去后要先上锁,出来后释放锁,后面的人才能进。
(1)synchronized
这个是原生语法层面的互斥锁,默认是非公平锁
(2)ReentrantLock
这个是api层面的互斥锁。与synchronized相比,有以下几个新的特性:
1)等待可中断。ReentrantLock可以在等待一段时间获取不到锁的情况下,放弃等待,改为处理其他事情。
2)公平锁。ReentrantLock默认是非公平锁,可以在构造器中传入用公平锁。延伸阅读:公平锁与非公平锁的对比
3)ReentrantLock可以绑定多个条件。
jdk1.6以前synchronized效率比ReentrantLock低,jdk1.6及以后的版本两者性能基本上持平。

2、非阻塞同步(乐观锁)

阻塞式和非阻塞的区别在于:阻塞式让等待的线程blocked住,而非阻塞式则不会让线程出于阻塞状态。CAS是实现非阻塞的关键。
具体可参考java.util.concurrent.atomic 相关类。

3、无同步方案

(1)程序员编写可重入代码
意思是代码本身不会带来同步问题,无需做同步处理。
(2)线程本地存储
ThreadLocal类,将需要在线程内部共享的数据放到这里面。

4、虚拟机提供的锁优化机制

jdk1.6以后,HostSpot虚拟机提供了一些锁优化技术,是为了提高在线程同步的情况下尽量避免线程的阻塞,因为阻塞会带来性能的消耗。
(1)自旋锁
-XX:+UseSpining,jdk1.6以后默认开启
意思是后到的线程不直接进入阻塞态,而是执行一个短时间的空循环,看锁是否会很快释放。但不可无限循环下去,如果超过了一定次数,则选择进入阻塞状态
设置自旋的次数:-XX:PreBlockSpin
(2)自适应自旋锁
如果对于某个锁,自旋很少成功过,以后就选择不进行自旋了。
(3)锁消除
对于一些代码上要求同步,但被监测到不可能存在共享数据竞争的锁进行消除。
(4)锁粗化
如果虚拟机探测到很短的时间内线程要多次对一个对象进行加解锁,为了避免性能消耗,会将加锁的范围扩大,只需要一次加解锁。

总结自《深入理解java虚拟机》13.2.2,延伸了一下

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