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soa---java 多线程的---锁
现在soa 与分布式计算已经成为互联网公司技术的标配
那他包含的知识点应该熟悉了解，并以此为基础，去应用，调优各种soa的框架。
包含如下的四点，是分布式的基础。
a java 多线程 承接高吞吐量。
b java nio 承接高并发，与交互协议的定制。
c java 反射 完成序列化与反序列化。
d 设计模式的应用 保证应用的扩展性。
接上篇
因为说锁的原理比较的枯燥，得带着问题场景去说，才能看下去，才能研究下去。
在Java中Lock接口比synchronized块的优势是什么？你需要实现一个高效的缓存，它允许多个用户读，但只允许一个用户写，以此来保持它的完整性，你会怎样去实现它？
这里主要是要考察说lock与synchronized 的区别。
1 利用cpu底层机制lock有读锁 与 写锁的区分。
2 在于上下文的切换与锁的竞争的优化。
3 关于死锁的避免
Synchronized 只是jvm里面自己的一个协议;
而关于这个Lock 他的底层里面是有硬件支持的原子操作,各种cpu都支持的，各种平台也支持。如果需要详细理解，可以看看里面的源码，里面有一个重要的类就是AbstractQueuedSynchronizer, 它是轮询处理。
synchronized 在取不到锁的时候，会休眠一段时间，这样要说开销很大。当然这种synchronized 内部是后面的版本可以进行优化的。
1 利用cpu底层机制lock有读锁 与 写锁的区分。
那实现上面题干的两种方式如下
synchronized例子
代码如下
public class SynchronizedMap<K,V> {
private final Map<K,V> map=new HashMap<K, V>();
public synchronized void put(K k,V v){
map.put(k, v);
}
public synchronized V get(K k){
return map.get(k);
}
这种排斥了 写/写，读/写 读/读。
对于lock，相关代码如下。
public class LockMap<K, V> {
private final Map<K, V> map=new HashMap<K, V>();
private final ReadWriteLock lock=new ReentrantReadWriteLock();
private final Lock r=lock.readLock();
private final Lock w=lock.writeLock();
public void put(K key,V value){
w.lock();
try {
map.put(key, value);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally{
w.unlock();
}
}
public V get(K key){
r.lock();
try {
return map.get(key);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally{
r.unlock();
}
return null;
}
}
这种排斥了 写/写 读/写 。但读/读没有排斥。
也是就说读与读是多个线程可以同时读的。----可以做为读多写少的应用。
2在于上下文的切换与锁的竞争的优化。
对于 synchronized 来说。他只有一个条件队列的，里面放着对应于不同类型的（也可以说是处理不同业务类型的）线程，那这时，你只能notifyall
，为了保证程序的正确，把所有的线程都叫起来，不管是不是你想要的业务类型的线程。这种对于性能影响是非常大的。比如10个线程在一个条件队列上等待，那么调用notifyAll 将唤醒所有的线程
这个时候线程产生如下：
a 它们会在锁上面产生竞争。
b 它们竞争完了之后大部分又大部分wait了
这两步，会导致了大量的线程上下文切换。以及大量锁的竞争。
但这个lock是没问题的。他可以对于 不同的条件创建wait-set ，比如生产者消费者模式，生产者生产一个对象，这时想唤醒消费者，只需要在相应的条件上面的wait set进行single.
对于线程安全的lock队列,与线程安全的synchronized stack代码
synchronized 代码如下
public class ProductStack {
private Product[] products=new Product[10];
private int index;
public synchronized void addProduct(Product product){
try {
while(index>=(products.length-1)){//需要重新检查一下，条件判断s
System.out.println(" the product array is full ; "+Thread.currentThread().getName()+" is waiting");
wait();
}
products[index]=product;
index++;
notifyAll();//为了能启动消费线程 当然也唤醒了生产线程。
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public synchronized Product pop(){
Product product=null;
try {
while(index<=0){ //需要重新检查一下，条件判断
System.out.println("the product array is empty ;"+Thread.currentThread().getName() +"is waiting");
wait();
}
index--;
product=products[index];
notifyAll(); //为了能启动 添加线程。 当然也唤醒了消费线程。
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return product;
}
}
对于lock
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class ProductQueue<V> {
private final static int defaultSize=10;
private final V[] queue;
private int total;
private int tail;
private int head;
private Lock lock=new ReentrantLock();
private Condition notEmpty=lock.newCondition();
private Condition notFull= lock.newCondition();
public ProductQueue(){
this(defaultSize);
}
public ProductQueue(int initialCapacity) {
super();
this.queue = (V[])new Object[initialCapacity];
}
public void push(V v) throws InterruptedException{
lock.lock();
try {
while (isFull()) {
notFull.await();
}
queue[tail] = v;
++tail;
if (tail == queue.length)
tail = 0;
total++;
notEmpty.signal();//唤醒的是同一种类型的线程,不会浪费。
} finally{
lock.unlock();
}
}
public V pop() throws InterruptedException{
lock.lock();
try {
while(isEmpty()){
notEmpty.await();
}
V v=queue[head];
head++;
if(head==queue.length)head=0;
total--;
notFull.signal();//唤醒的是同一种类型的线程,不会浪费。
return v;
} finally{
lock.unlock();
}
}
public boolean isEmpty(){
return total==0;
}
public boolean isFull(){
return total==queue.length;
}
}
注解里面解释到了问题的根本。
notifyall 时将所有的线程，生产者，消费者都唤醒了。而此时你只想唤醒生产者，或者只想唤醒消费者，让你胡子眉毛一把抓
3 关于死锁的避免
产生死锁的本质：至少有两把以上的锁，每个线程获取锁的方式不会一样。实际应用中会有如下3种情况，出现死锁
a 同一类对象
第一个方法
synchronized(LockA){
synchronized(LockB){
}
}
第二个方法
synchronized(LockB){
synchronized(LockA){
doSomeThing.......
}
}
以上情况的解决方案是，顺序不一样，把顺序搞一样就成。
b 对于方法 public void A(SameObject a,SameObject b){
synchronized(a){
synchronized(b){
doSomeThing.......
}
}
}
这里会产生死锁的可能，原因是根据参数的顺序就能有可能被锁了。 这时可以用并发包里面的tryLock最简单。 以上是在同一个类里面。
b 这种情况，是在两个类里面，可以想象成为两个资源，
在类A里面的有一个a 方法是同步的。
在类B里面的有一个b 方法是同步的。
a 里面调b方法。
b 里面调a方法。
这里就会产生死锁，因为获取锁的顺序不一样。 这种情况的解决方案是，将方法上的所有的synchronized的都去掉，换成同步块，但同步块同是将传过来的资源，进行一个copy. 这个在并发包里面的有些集合可以参考的。全局，分析锁的个数，获取的顺序。顺序好说，那怎么分析？
怎么去分析死锁呢？
a 争取用同步块，把不能同步方法，从业务角度保证开方式调用。
b 用线程堆栈信息来分析（kill -3）的方式。
c 对于业务的拆解。理论上没有死锁，但是锁管理的资源，在线程处理的时候，占时太长，将业务就要进行重构了。
d 加一功能代码 代码如下
ThreadMXBean tmx = ManagementFactory.getThreadMXBean();
long[] ids = tmx.findDeadlockedThreads();
if (ids != null) {
ThreadInfo[] infos = tmx.getThreadInfo(ids, true, true);
System.out.println("The following threads are deadlocked:");
for (ThreadInfo ti : infos) {
System.out.println(ti);
}
}soa---java 多线程的---锁