苍穹之边,浩瀚之挚,眰恦之美; 悟心悟性,善始善终,惟善惟道! —— 朝槿《朝槿兮年说》


在并发编程领域,有两大核心问题:一个是互斥,即同一时刻只允许一个线程访问共享资源;另一个是同步,即线程之间如何通信、协作。
主要原因是,对于多线程实现实现并发,一直以来,多线程都存在2个问题:
因此,在并发编程领域中,一直有一个很重要的设计原则: “ 不要通过内存共享来实现通信,而应该通过通信来实现内存共享。”
简单来说,就是尽可能通过消息通信,而不是内存共享来实现进程或者线程之间的同步。

本文用到的一些关键词语以及常用术语,主要如下:
在Java领域中,我们可以将锁大致分为基于Java语法层面(关键词)实现的锁和基于JDK层面实现的锁。

在Java领域中, 尤其是在并发编程领域,对于多线程并发执行一直有两大核心问题:同步和互斥。其中:
针对对于这两大核心问题,利用管程是能够解决和实现的,因此可以说,管程是并发编程的万能钥匙。
虽然,Java在基于语法层面(synchronized 关键字)实现了对管程技术,但是从使用方式和性能上来说,内置锁(synchronized 关键字)的粒度相对过大,不支持超时和中断等问题。
为了弥补这些问题,从JDK层面对其“重复造轮子”,在JDK内部对其重新设计和定义,甚至实现了新的特性。
在Java领域中,从JDK源码分析来看,基于JDK层面实现的锁大致主要可以分为以下4种方式:

从阅读源码不难发现,在Java SDK 并发包主要通过AbstractQueuedSynchronizer(AQS)实现多线程同步机制的封装与定义,而通过Lock 和 Condition 两个接口来实现管程,其中 Lock 用于解决互斥问题,Condition 用于解决同步问题。
在Java领域中,同步器是专门为多线程并发设计的同步机制,主要是多线程并发执行时线程之间通过某种共享状态来实现同步,只有当状态满足这种条件时线程才往下执行的一种同步机制。

一个标准的AQS同步器主要有同步状态机制,等待队列,条件队列,独占模式,共享模式等五大核心要素组成。
在Java领域中,JDK的JUC(java.util.concurrent.)包中提供了各种并发工具,但是大部分同步工具的实现基于AbstractQueuedSynchronizer类实现,其内部结构主要如下:
我们可以得到一个比较通用的并发同步工具基础模型,大致包含如下几个内容,其中:
综上所述,条件变量和等待队列的作用是解决线程之间的同步问题;共享变量与阻塞队列的作用是解决线程之间的互斥问题。
在并发编程领域,有两大核心问题:一个是互斥,即同一时刻只允许一个线程访问共享资源;另一个是同步,即线程之间如何通信、协作。

综合Java领域中的并发锁的各种实现与应用分析来看,一把锁或者一种锁,基本上都会包含以下几个方面:
综上所述,大致可以根据上述这些方向,我们便可以清楚?️知道Java领域中各种锁实现的基本理论时和实现思想。
在Java领域中,ReentrantLock(可重入锁)是针对于Java多线程并发控制中对一个线程可以多次对某个锁进行加锁操作,主要是基于内置的AQS基础抽象队列同步器实现的一种并发控制工具类。

一般来说,对于同一个线程是否可以重复占有同一个锁对象的角度来分,大致主要可以分为可重入锁与不可重入锁。其中:
ReentrantLock是JDK中显式锁一个主要基于Lock接口API实现的基础实现类,拥有与内置锁(synchronized)相同的并发性和内存语义,同时提供了限时抢占、可中断抢占等一些高级锁特性。
除此之外,ReentrantLock基于内置的AQS基础抽象队列同步器实现,在线程参与锁资源竞争比较激烈的场景下,能表现出比内置锁较佳的性能。
而且,ReentrantLock是一种独占锁,在独占模式下只能逐一使用锁,也就是说,任意时刻最多只会有一个线程持有锁的控制权。

ReentrantLock类最早是在JDK1.5版本提供的,从设计思想上来看,主要包括同步器工作模式,获取锁方法,释放锁方法以及定义Condition队列方法等4个核心要素。其中:

在ReentrantLock类的JDK1.8版本中,对于ReentrantLock的基本实现如下:
public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = 7373984872572414699 L;
/**
* ReentrantLock锁-定义支持同步器实现
*/
private final Sync sync;
/**
* ReentrantLock锁-基于AQS定义支持同步器实现
*/
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
private static final long serialVersionUID = -5179523762034025860 L;
/**
* ReentrantLock锁-定义支持同步器Sync获取锁方法
*/
abstract void lock();
//......其他方法代码
}
/**
* ReentrantLock锁-构造同步器默认工作模式(默认非公平模式)
*/
public ReentrantLock() {
sync = new NonfairSync();
}
/**
* ReentrantLock锁-构造同步器指定工作模式(可选公平/非公平模式)
*/
public ReentrantLock(boolean fair) {
sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}
/**
* ReentrantLock锁-获取锁(普通模式)
*/
public void lock() {
sync.lock();
}
/**
* ReentrantLock锁-释放锁
*/
public void unlock() {
sync.release(1);
}
/**
* ReentrantLock锁-创建锁的条件机制
*/
public Condition newCondition() {
return sync.newCondition();
}
//......其他方法代码
}
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
private static final long serialVersionUID = -5179523762034025860L;
/**
* ReentrantLock锁-内部同步器Sync的内置加锁方法
*/
abstract void lock();
/**
* ReentrantLock锁-内部同步器Sync的非公平获取锁
*/
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) {
if (compareAndSetState(0, acquires)) {
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0) // overflow
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);
return true;
}
return false;
}
/**
* ReentrantLock锁-内部同步器Sync的尝试释放
*/
protected final boolean tryRelease(int releases) {
int c = getState() - releases;
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
boolean free = false;
if (c == 0) {
free = true;
setExclusiveOwnerThread(null);
}
setState(c);
return free;
}
/**
* ReentrantLock锁-内部同步器Sync的检查线程是否独占
*/
protected final boolean isHeldExclusively() {
// While we must in general read state before owner,
// we don't need to do so to check if current thread is owner
return getExclusiveOwnerThread() == Thread.currentThread();
}
/**
* ReentrantLock锁-内部同步器Sync的条件机制
*/
final ConditionObject newCondition() {
return new ConditionObject();
}
/**
* ReentrantLock锁-内部同步器Sync的判断锁持有者
*/
final Thread getOwner() {
return getState() == 0 ? null : getExclusiveOwnerThread();
}
/**
* ReentrantLock锁-内部同步器Sync的独占状态
*/
final int getHoldCount() {
return isHeldExclusively() ? getState() : 0;
}
/**
* ReentrantLock锁-内部同步器Sync的是否被锁
*/
final boolean isLocked() {
return getState() != 0;
}
/**
* ReentrantLock锁-内部同步器Sync的流化处理对象
*/
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
s.defaultReadObject();
setState(0); // reset to unlocked state
}
}
特别需要注意的是,我们需要重点关注nonfairTryAcquire()方法和tryRelease()方法,其中:
static final class FairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = -3000897897090466540L;
/**
* ReentrantLock锁-公平模式-获取锁
*/
final void lock() {
acquire(1);
}
/**
* ReentrantLock锁-公平模式-尝试获取锁
*/
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
if (c == 0) {
if (!hasQueuedPredecessors() &&
compareAndSetState(0, acquires)) {
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0)
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);
return true;
}
return false;
}
}
static final class NonfairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;
/**
* ReentrantLock锁-非公平模式-获取锁
*/
final void lock() {
if (compareAndSetState(0, 1))
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
acquire(1);
}
/**
* ReentrantLock锁-非公平模式-尝试获取锁
*/
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
return nonfairTryAcquire(acquires);
}
}

在ReentrantLock类的JDK1.8版本中,对于ReentrantLock的具体实现如下:
public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = 7373984872572414699 L;
/** Synchronizer providing all implementation mechanics */
private final Sync sync;
/**
* ReentrantLock锁-基于AQS定义支持同步器实现
*/
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
private static final long serialVersionUID = -5179523762034025860 L;
/**
* ReentrantLock锁-定义支持同步器Sync获取锁方法
*/
abstract void lock();
//......其他方法代码
}
/**
* ReentrantLock锁-构造同步器默认工作模式(默认非公平模式)
*/
public ReentrantLock() {
sync = new NonfairSync();
}
/**
* ReentrantLock锁-构造同步器指定工作模式(可选公平/非公平模式)
*/
public ReentrantLock(boolean fair) {
sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}
/**
* ReentrantLock锁-获取锁(普通模式)
*/
public void lock() {
sync.lock();
}
/**
* ReentrantLock锁-释放锁
*/
public void unlock() {
sync.release(1);
}
/**
* ReentrantLock锁-创建锁的条件机制
*/
public Condition newCondition() {
return sync.newCondition();
}
/**
* ReentrantLock锁-获取锁(支持可中断机制)
*/
public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
sync.acquireInterruptibly(1);
}
/**
* ReentrantLock锁-尝试获取锁(普通模式)
*/
public boolean tryLock() {
return sync.nonfairTryAcquire(1);
}
/**
* ReentrantLock锁-尝试获取锁(支持超时)
*/
public boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(timeout));
}
/**
* ReentrantLock锁-统计当前线程所持有数量
*/
public int getHoldCount() {
return sync.getHoldCount();
}
/**
* ReentrantLock锁-检测当前线程是否独占
*/
public boolean isHeldByCurrentThread() {
return sync.isHeldExclusively();
}
/**
* ReentrantLock锁-检测是否被加锁
*/
public boolean isLocked() {
return sync.isLocked();
}
/**
* ReentrantLock锁-检测是否公平模式
*/
public final boolean isFair() {
return sync instanceof FairSync;
}
/**
* ReentrantLock锁-获取当前锁持有线程
*/
protected Thread getOwner() {
return sync.getOwner();
}
/**
* ReentrantLock锁-检测轮询线程是否存在队列中
*/
public final boolean hasQueuedThreads() {
return sync.hasQueuedThreads();
}
/**
* ReentrantLock锁-检测线程是否存在队列中
*/
public final boolean hasQueuedThread(Thread thread) {
return sync.isQueued(thread);
}
/**
* ReentrantLock锁-获取队列数量
*/
public final int getQueueLength() {
return sync.getQueueLength();
}
/**
* ReentrantLock锁-获取队列中的所有线程
*/
protected Collection < Thread > getQueuedThreads() {
return sync.getQueuedThreads();
}
/**
* ReentrantLock锁-检测存在条件队列是否入队状态
*/
public boolean hasWaiters(Condition condition) {
if (condition == null)
throw new NullPointerException();
if (!(condition instanceof AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject))
throw new IllegalArgumentException("not owner");
return sync.hasWaiters((AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject) condition);
}
/**
* ReentrantLock锁-获取等待队列的长度
*/
public int getWaitQueueLength(Condition condition) {
if (condition == null)
throw new NullPointerException();
if (!(condition instanceof AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject))
throw new IllegalArgumentException("not owner");
return sync.getWaitQueueLength((AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject) condition);
}
/**
* ReentrantLock锁-获取等待队列的线程对象
*/
protected Collection < Thread > getWaitingThreads(Condition condition) {
if (condition == null)
throw new NullPointerException();
if (!(condition instanceof AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject))
throw new IllegalArgumentException("not owner");
return sync.getWaitingThreads((AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject) condition);
}
}
需要注意的是,在JDK1.8版本之后,对于ReentrantLock的实现有些细微的变化,感兴趣的可自行参考相关版本的源码进行对比分析。
综上所述,从一定意义上讲,ReentrantLock是一种可重入的独占(互斥)锁,属于AQS基础抽象队列同步器中独占模式孵化的产物,支持公平模式与非公平模式,默认采用非公平模式。

通过对Java领域中,JDK内部提供的各种锁的实现来看,一直围绕的核心主要还是基于AQS基础同步器来实现的,但是AQS基础同步器不是一种非它不可的技术标准规范,更多的只是一套技术参考指南。
但是,实际上,Java对于锁的实现与运用远远不止这些,还有相位器(Phaser)和交换器(Exchanger),以及在Java JDK1.8版本之前并发容器ConcurrentHashMap中使用的分段锁(Segment)。
不论是何种实现和应用,在Java并发编程领域来讲,都是围绕线程安全问题的角度去考虑的,只是针对于各种各样的业务场景做的具体的实现。
一定意义上来讲,对线程加锁只是并发编程的实现方式之一,相对于实际应用来说,Java领域中的锁都只是一种单一应用的锁,只是给我们掌握Java并发编程提供一种思想没,三言两语也不可能详尽。
到此为止,这算是对于Java领域中并发锁的最终章,文中表述均为个人看法和个人理解,如有不到之处,忘请谅解也请给予批评指正。
最后,技术研究之路任重而道远,愿我们熬的每一个通宵,都撑得起我们想在这条路上走下去的勇气,未来仍然可期,与各位程序编程君共勉!
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我有一个字符串input="maybe(thisis|thatwas)some((nice|ugly)(day|night)|(strange(weather|time)))"Ruby中解析该字符串的最佳方法是什么?我的意思是脚本应该能够像这样构建句子:maybethisissomeuglynightmaybethatwassomenicenightmaybethiswassomestrangetime等等,你明白了......我应该一个字符一个字符地读取字符串并构建一个带有堆栈的状态机来存储括号值以供以后计算,还是有更好的方法?也许为此目的准备了一个开箱即用的库?
我主要使用Ruby来执行此操作,但到目前为止我的攻击计划如下:使用gemsrdf、rdf-rdfa和rdf-microdata或mida来解析给定任何URI的数据。我认为最好映射到像schema.org这样的统一模式,例如使用这个yaml文件,它试图描述数据词汇表和opengraph到schema.org之间的转换:#SchemaXtoschema.orgconversion#data-vocabularyDV:name:namestreet-address:streetAddressregion:addressRegionlocality:addressLocalityphoto:i
我正在使用ruby1.9解析以下带有MacRoman字符的csv文件#encoding:ISO-8859-1#csv_parse.csvName,main-dialogue"Marceu","Giveittohimóhe,hiswife."我做了以下解析。require'csv'input_string=File.read("../csv_parse.rb").force_encoding("ISO-8859-1").encode("UTF-8")#=>"Name,main-dialogue\r\n\"Marceu\",\"Giveittohim\x97he,hiswife.\"\
我真的很习惯使用Ruby编写以下代码:my_hash={}my_hash['test']=1Java中对应的数据结构是什么? 最佳答案 HashMapmap=newHashMap();map.put("test",1);我假设? 关于java-等价于Java中的RubyHash,我们在StackOverflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/22737685/
我正在尝试使用boilerpipe来自JRuby。我看过guide从JRuby调用Java,并成功地将它与另一个Java包一起使用,但无法弄清楚为什么同样的东西不能用于boilerpipe。我正在尝试基本上从JRuby中执行与此Java等效的操作:URLurl=newURL("http://www.example.com/some-location/index.html");Stringtext=ArticleExtractor.INSTANCE.getText(url);在JRuby中试过这个:require'java'url=java.net.URL.new("http://www
简而言之错误:NOTE:Gem::SourceIndex#add_specisdeprecated,useSpecification.add_spec.Itwillberemovedonorafter2011-11-01.Gem::SourceIndex#add_speccalledfrom/opt/local/lib/ruby/site_ruby/1.8/rubygems/source_index.rb:91./opt/local/lib/ruby/gems/1.8/gems/rails-2.3.8/lib/rails/gem_dependency.rb:275:in`==':und
我只想对我一直在思考的这个问题有其他意见,例如我有classuser_controller和classuserclassUserattr_accessor:name,:usernameendclassUserController//dosomethingaboutanythingaboutusersend问题是我的User类中是否应该有逻辑user=User.newuser.do_something(user1)oritshouldbeuser_controller=UserController.newuser_controller.do_something(user1,user2)我
什么是ruby的rack或python的Java的wsgi?还有一个路由库。 最佳答案 来自Python标准PEP333:Bycontrast,althoughJavahasjustasmanywebapplicationframeworksavailable,Java's"servlet"APImakesitpossibleforapplicationswrittenwithanyJavawebapplicationframeworktoruninanywebserverthatsupportstheservletAPI.ht
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这篇文章是继上一篇文章“Observability:从零开始创建Java微服务并监控它(一)”的续篇。在上一篇文章中,我们讲述了如何创建一个Javaweb应用,并使用Filebeat来收集应用所生成的日志。在今天的文章中,我来详述如何收集应用的指标,使用APM来监控应用并监督web服务的在线情况。源码可以在地址 https://github.com/liu-xiao-guo/java_observability 进行下载。摄入指标指标被视为可以随时更改的时间点值。当前请求的数量可以改变任何毫秒。你可能有1000个请求的峰值,然后一切都回到一个请求。这也意味着这些指标可能不准确,你还想提取最小/