并发编程(6)-锁的内存语义及实现

    xiaoxiao2021-04-15  200

    锁的内存语义 锁的释放:JMM会把该线程对应的内地内存中的共享变量刷新到主内存中。 同volatile写 锁的获取:JMM会把该线程对应的本地内存置为无效,从而使得被监视器保护的临界区代码必须从主内存读取共享变量。 同volatile读 锁内存语义的实现

    这里以ReentrantLock 实现为例。在ReentrantLock中,调用lock()方法获取锁;调用unlock()方法释放锁。ReentrantLock 的实现依赖java同步器框架 AbstractQueuedSynchronizer (简称AQS),AQS使用一个volatile类型的int变量来维护同步状态。 公平锁加锁代码如下: 可以看到加锁前首先读取volatile变量,如果未加锁则使用cas设置值尝试加锁,加锁成功将执行线程更新为当前线程。如果已经加锁并且是当前线程加锁则修改state的值, 其他情况就是加锁失败。 释放锁代码如下: 释放锁由于肯定是单线程的,所以最后直接更新state的值(写volatile)即可,非公平锁和公平锁类似,使用对volatile变量的cas操作来试下加锁。这个操作包含了volatile 的读和写。根据volatile语义,不允许对volatile写之前和读之后的指令重排序,这样就实现了锁的语义。

    综上:对于ReentrantLock源码的分析,锁释放获取语义的实现方式至少有如下两种: 1)利用volatile变量的读写的内存语义来实现 2 ) 利用CAS锁附带的volatile读写得内存语义来实现。

    concurrent包的实现 volatile变量的读写 以及cas操作可以实现线程之间的通信。这是concurrent包的基石。仔细分析concurrent包的源码,会发现一个通用的实现模式 1)声明volatile共享变量 2)使用cas原子条件更新共享变量来实现线程之间的同步

    AQS,非阻塞数据结构和原子变量类(atomic包下的类),这些基础类都使用这种模式实现,而concurrent包下的高层类都是依赖这些基础类实现的 比如上文提到的 ReentrantLock。 所以 volatile和cas 是并发编程的基础。


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