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來源:melonstreet,
www.cnblogs.com/QG-whz/p/8351298.html
併發環境下進行程式設計時,需要使用鎖機制來同步多執行緒間的操作,保證共享資源的互斥訪問。加鎖會帶來效能上的損壞,似乎是眾所周知的事情。然而,加鎖本身不會帶來多少的效能消耗,效能主要是在執行緒的獲取鎖的過程。如果只有一個執行緒競爭鎖,此時並不存在多執行緒競爭的情況,那麼JVM會進行最佳化,那麼這時加鎖帶來的效能消耗基本可以忽略。因此,規範加鎖的操作,最佳化鎖的使用方法,避免不必要的執行緒競爭,不僅可以提高程式效能,也能避免不規範加鎖可能造成執行緒死鎖問題,提高程式健壯性。下麵闡述幾種鎖最佳化的思路。
一、儘量不要鎖住方法
在普通成員函式上加鎖時,執行緒獲得的是該方法所在物件的物件鎖。此時整個物件都會被鎖住。這也意味著,如果這個物件提供的多個同步方法是針對不同業務的,那麼由於整個物件被鎖住,一個業務業務在處理時,其他不相關的業務執行緒也必須wait。下麵的例子展示了這種情況:
LockMethod類包含兩個同步方法,分別在兩種業務處理中被呼叫:
public class LockMethod {
public synchronized void busiA() {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “deal with bussiness A:”+i);
}
}
public synchronized void busiB() {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “deal with bussiness B:”+i);
}
}
}
BUSSA是執行緒類,用來處理A業務,呼叫的是LockMethod的busiA()方法:
public class BUSSA extends Thread {
LockMethod lockMethod;
void deal(LockMethod lockMethod){
this.lockMethod = lockMethod;
}
@Override
public void run() {
super.run();
lockMethod.busiA();
}
}
BUSSB是執行緒類,用來處理B業務,呼叫的是LockMethod的busiB()方法:
public class BUSSB extends Thread {
LockMethod lockMethod;
void deal(LockMethod lockMethod){
this.lockMethod = lockMethod;
}
@Override
public void run() {
super.run();
lockMethod.busiB();
}
}
TestLockMethod類,使用執行緒BUSSA與BUSSB進行業務處理:
public class TestLockMethod extends Thread {
public static void main(String[] args) {
LockMethod lockMethod = new LockMethod();
BUSSA bussa = new BUSSA();
BUSSB bussb = new BUSSB();
bussa.deal(lockMethod);
bussb.deal(lockMethod);
bussa.start();
bussb.start();
}
}
執行程式,可以看到在執行緒bussa 執行的過程中,bussb是不能夠進入函式 busiB()的,因為此時lockMethod 的物件鎖被執行緒bussa獲取了。
二、縮小同步程式碼塊,只鎖資料
有時候為了程式設計方便,有些人會synchnoized很大的一塊程式碼,如果這個程式碼塊中的某些操作與共享資源並不相關,那麼應當把它們放到同步塊外部,避免長時間的持有鎖,造成其他執行緒一直處於等待狀態。尤其是一些迴圈操作、同步I/O操作。不止是在程式碼的行數範圍上縮小同步塊,在執行邏輯上,也應該縮小同步塊,例如多加一些條件判斷,符合條件的再進行同步,而不是同步之後再進行條件判斷,儘量減少不必要的進入同步塊的邏輯。
三、鎖中儘量不要再包含鎖
這種情況經常發生,執行緒在得到了A鎖之後,在同步方法塊中呼叫了另外物件的同步方法,獲得了第二個鎖,這樣可能導致一個呼叫堆疊中有多把鎖的請求,多執行緒情況下可能會出現很複雜、難以分析的異常情況,導致死鎖的發生。下麵的程式碼顯示了這種情況:
synchronized(A){
synchronized(B){
}
}
或是在同步塊中呼叫了同步方法:
synchronized(A){
B b = objArrayList.get(0);
b.method(); //這是一個同步方法
}
解決的辦法是跳出來加鎖,不要包含加鎖:
{
B b = null;
synchronized(A){
b = objArrayList.get(0);
}
b.method();
}
四、將鎖私有化,在內部管理鎖
把鎖作為一個私有的物件,外部不能拿到這個物件,更安全一些。物件可能被其他執行緒直接進行加鎖操作,此時執行緒便持有了該物件的物件鎖,例如下麵這種情況:
class A {
public void method1() {
}
}
class B {
public void method1() {
A a = new A();
synchronized (a) { //直接進行加鎖
a.method1();
}
}
}
這種使用方式下,物件a的物件鎖被外部所持有,讓這把鎖在外部多個地方被使用是比較危險的,對程式碼的邏輯流程閱讀也造成困擾。一種更好的方式是在類的內部自己管理鎖,外部需要同步方案時,也是透過介面方式來提供同步操作:
class A {
private Object lock = new Object();
public void method1() {
synchronized (lock){
}
}
}
class B {
public void method1() {
A a = new A();
a.method1();
}
}
五、進行適當的鎖分解
考慮下麵這段程式:
public class GameServer {
public Map
> tables = new HashMap >();
public void join(Player player, Table table) {
if (player.getAccountBalance() > table.getLimit()) {
synchronized (tables) {
List
tablePlayers = tables.get(table.getId()); if (tablePlayers.size() < 9) {
tablePlayers.add(player);
}
}
}
}
public void leave(Player player, Table table) {/*省略*/}
public void createTable() {/*省略*/}
public void destroyTable(Table table) {/*省略*/}
}
在這個例子中,join方法只使用一個同步鎖,來獲取tables中的List
public class GameServer {
public Map
> tables = new HashMap >();
public void join(Player player, Table table) {
if (player.getAccountBalance() > table.getLimit()) {
List
tablePlayers = null; synchronized (tables) {
tablePlayers = tables.get(table.getId());
}
synchronized (tablePlayers) {
if (tablePlayers.size() < 9) {
tablePlayers.add(player);
}
}
}
}
public void leave(Player player, Table table) {/*省略*/}
public void createTable() {/*省略*/}
public void destroyTable(Table table) {/*省略*/}
}
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