并发环境下进行编程时,须要使用锁机制来同步多线程间的操做,保证共享资源的互斥访问。加锁会带来性能上的损坏,彷佛是众所周知的事情。然而,加锁自己不会带来多少的性能消耗,性能主要是在线程的获取锁的过程。若是只有一个线程竞争锁,此时并不存在多线程竞争的状况,那么JVM会进行优化,那么这时加锁带来的性能消耗基本能够忽略。所以,规范加锁的操做,优化锁的使用方法,避免没必要要的线程竞争,不只能够提升程序性能,也能避免不规范加锁可能形成线程死锁问题,提升程序健壮性。下面阐述几种锁优化的思路。编程
在普通成员函数上加锁时,线程得到的是该方法所在对象的对象锁。此时整个对象都会被锁住。这也意味着,若是这个对象提供的多个同步方法是针对不一样业务的,那么因为整个对象被锁住,一个业务业务在处理时,其余不相关的业务线程也必须wait。下面的例子展现了这种状况:安全
LockMethod类包含两个同步方法,分别在两种业务处理中被调用:多线程
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是线程类,用来处理A业务,调用的是LockMethod的busiA()方法:并发
public class BUSSA extends Thread { LockMethod lockMethod; void deal(LockMethod lockMethod){ this.lockMethod = lockMethod; } @Override public void run() { super.run(); lockMethod.busiA(); } }
BUSSB是线程类,用来处理B业务,调用的是LockMethod的busiB()方法:ide
public class BUSSB extends Thread { LockMethod lockMethod; void deal(LockMethod lockMethod){ this.lockMethod = lockMethod; } @Override public void run() { super.run(); lockMethod.busiB(); } }
TestLockMethod类,使用线程BUSSA与BUSSB进行业务处理:函数
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(); } }
运行程序,能够看到在线程bussa 执行的过程当中,bussb是不可以进入函数 busiB()的,由于此时lockMethod 的对象锁被线程bussa获取了。性能
有时候为了编程方便,有些人会synchnoized很大的一块代码,若是这个代码块中的某些操做与共享资源并不相关,那么应当把它们放到同步块外部,避免长时间的持有锁,形成其余线程一直处于等待状态。尤为是一些循环操做、同步I/O操做。不止是在代码的行数范围上缩小同步块,在执行逻辑上,也应该缩小同步块,例如多加一些条件判断,符合条件的再进行同步,而不是同步以后再进行条件判断,尽可能减小没必要要的进入同步块的逻辑。优化
这种状况常常发生,线程在获得了A锁以后,在同步方法块中调用了另外对象的同步方法,得到了第二个锁,这样可能致使一个调用堆栈中有多把锁的请求,多线程状况下可能会出现很复杂、难以分析的异常状况,致使死锁的发生。下面的代码显示了这种状况:this
synchronized(A){ synchronized(B){ } }
或是在同步块中调用了同步方法:spa
synchronized(A){ B b = objArrayList.get(0); b.method(); //这是一个同步方法 }
解决的办法是跳出来加锁,不要包含加锁:
{ B b = null; synchronized(A){ b = objArrayList.get(0); } b.method(); }
把锁做为一个私有的对象,外部不能拿到这个对象,更安全一些。对象可能被其余线程直接进行加锁操做,此时线程便持有了该对象的对象锁,例以下面这种状况:
class A { public void method1() { } } class B { public void method1() { A a = new A(); synchronized (a) { //直接进行加锁
a.method1();
} } }
这种使用方式下,对象a的对象锁被外部所持有,让这把锁在外部多个地方被使用是比较危险的,对代码的逻辑流程阅读也形成困扰。一种更好的方式是在类的内部本身管理锁,外部须要同步方案时,也是经过接口方式来提供同步操做:
class A { private Object lock = new Object(); public void method1() { synchronized (lock){ } } } class B { public void method1() { A a = new A(); a.method1(); } }
考虑下面这段程序:
public class GameServer { public Map<String, List<Player>> tables = new HashMap<String, List<Player>>(); public void join(Player player, Table table) { if (player.getAccountBalance() > table.getLimit()) { synchronized (tables) { List<Player> 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*/} }
在这个例子中,join方法只使用一个同步锁,来获取tables中的List<Player>对象,而后判断玩家数量是否是小于9,若是是,就调增长一个玩家。当有成千上万个List<Player>存在tables中时,对tables锁的竞争将很是激烈。在这里,咱们能够考虑进行锁的分解:快速取出数据以后,对List<Player>对象进行加锁,让其余线程可快速竞争得到tables对象锁:
public class GameServer { public Map<String, List<Player>> tables = new HashMap<String, List<Player>>(); public void join(Player player, Table table) { if (player.getAccountBalance() > table.getLimit()) { List<Player> 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*/} }
(完)
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