Java并发编程 - 8锁的现象

在Java并发编程中，“8锁的现象”并不是一个标准术语或概念，可能是对某些特定现象的概括或简称。不过，根据上下文，我们可以推测这个问题可能是指在Java并发编程中与锁相关的八个典型现象或问题。下面是基于这个假设的一些常见现象的概述：

1. 死锁 (Deadlock)

   • 死锁发生在两个或多个线程互相等待对方持有的锁，导致所有线程都无法继续执行的情况。
   • 例如，线程A持有锁1并试图获取锁2，而线程B持有锁2并试图获取锁1，这时就会发生死锁。

2. 活锁 (Livelock)

   • 活锁是指两个或多个线程不断重复相同的动作而不向前推进，尽管没有死锁发生。
   • 例如，线程A和线程B不断释放锁并让给对方，但最终无法取得进展。

3. 饥饿 (Starvation)

   • 当某个线程因为优先级低或其他原因长时间无法获取到锁时，就发生了饥饿现象。
   • 例如，在使用不公平锁的情况下，新的线程可能会一直被后来的线程抢占，导致无法获取锁。

4. 优先级反转 (Priority Inversion)

   • 优先级反转是指一个高优先级的线程因为等待一个低优先级线程持有的锁而被阻塞，而此时一个中优先级的线程却可以执行。
   • 这种情况可能导致高优先级的任务被延迟执行。

5. 伪共享 (False Sharing)

   • 伪共享是指多个线程在不同的CPU上运行时，频繁地访问同一个缓存行而导致缓存失效的现象。
   • 为了避免伪共享，可以使用@Contended注解（JDK 1.8+）或对变量进行合理的布局。

6. 锁粗化 (Lock Coarsening)

   • 锁粗化是指原本可以使用更细粒度的锁的地方，却使用了更粗粒度的锁，导致锁的竞争加剧。
   • 例如，原本可以使用对象级锁的地方，却使用了类级别的锁。

7. 锁细化 (Lock Finer-grained)

   • 锁细化是指使用更细粒度的锁来减少锁竞争。
   • 例如，使用对象字段上的锁而不是整个对象的锁。

8. 锁升级 (Lock Promotion)

   • 锁升级是指随着锁竞争的增加，JVM自动将锁从轻量级锁升级为重量级锁的过程。
   • 这种升级是为了提高锁的效率，避免在高竞争情况下轻量级锁的频繁转换。

解决方案

针对上述现象，有一些通用的解决方案：

• 使用锁顺序：确保线程总是按照相同的顺序获取锁，可以防止死锁。
• 锁超时：使用带超时的锁尝试，如tryLock(long timeout, TimeUnit unit)，可以避免无限期的等待。
• 公平锁：使用公平锁（通过ReentrantLock(boolean fair)构造函数创建），可以减少饥饿现象。
• 锁剥离：使用更细粒度的锁来减少锁的竞争。
• 锁分离：将大锁分解为多个小锁，例如在ConcurrentHashMap中使用分割锁。

示例代码

这里提供一个简单的示例来说明如何使用ReentrantLock来避免饥饿现象：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class FairLockExample {
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); // 创建公平锁

    public void accessResource() {
        lock.lock();
        try {
            // 执行临界区代码
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is accessing the resource.");
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        FairLockExample example = new FairLockExample();

        Thread t1 = new Thread(example::accessResource, "Thread 1");
        Thread t2 = new Thread(example::accessResource, "Thread 2");

        t1.start();
        t2.start();
    }
}
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在这个例子中，我们创建了一个公平锁，这有助于避免线程饥饿的问题。每个线程都尝试获取锁并访问资源。由于锁是公平的，线程将按照它们请求锁的顺序获取锁。

以上就是关于Java并发编程中与锁相关的一些常见现象及其解决方案。希望这些信息对您有所帮助！