B5. Concurrent JVM 锁优化
【概述】
高效并发是从 JDK1.5 到 JDK 1.6 的一个重要改进,HotSpot 虚拟机开发团队在这个版本上花费了大量的精力去实现各种锁优化技术,如适应性自旋(Adaptive Spining)、锁消除(Lock Elimination)、锁粗化(Lock Coarsening)、轻量级锁(Lighting Locking)和偏向锁(Biased Locking)等,这些技术都是为了在线程之间更高效地共享数据,以及解决竞争问题,从而提高程序的执行效率。
【自旋锁与自适应自旋】
互斥同步对性能最大的影响是阻塞的实现,挂起线程和恢复线程都需要转入内核态中完成,这些操作给系统的并发性能带来了很大的压力。同时,虚拟机的开发团队也注意到在许多应用上,共享数据的锁定状态只会持续很短的一段时间,为了这段时间去挂起和恢复线程并不值得。如果物理机器有一个以上的处理器,能让两个或以上的线程同时并行执行,我们就可以让后面请求锁的那个线程“稍等一下”,但不放弃处理器的执行时间,看看持有锁的线程是否很快就会释放锁。为了让线程等待,我们只需让线程执行一个忙循环(自旋),这项技术就是所谓的自旋锁。
自旋锁在 JDK 1.4.2 中就已经引入了,只不过默认是关闭的,可以使用 -XX:+UseSpining 参数来开启,在 JDK 1.6 就已经改为默认开启了。自旋等待不能代替阻塞,且先不说对处理器数量的要求,自旋等待本身虽然避免了线程切换的开销,但它是要占用处理器时间的,因此,如果锁被占用的时间很短,自旋等待的效果就会非常好,反之,如果锁被占用的时间很长,那么自旋的线程只会白白消耗处理器资源,而不会去做任何有用的工作,反而会带来性能上的浪费。因此,自旋等待的时间必须有一定的限度,如果自旋超过了限定的次数仍然没有成功获得锁,就应当使用传统的方式去挂起线程了。自旋次数的默认值是 10 次,用户可以使用参数 -XX:PreBlockSpin 来更改。
在 JDK 1.6 中引入了自适应的自旋锁。自适应意味着自旋的时间不再固定了,而是由前一次在同一个锁上的自旋时间及锁的拥有者的状态来决定的。如果在同一个锁对象上,自旋等待刚刚成功获得过锁,并且持有锁的线程正在运行中,那么虚拟机就会认为这次自旋也很有可能再次成功,进而它将允许自旋等待持续相对更长的时间,比如 100 个循环。另外,如果对于某个锁,自旋很少成功获得过锁,那么以后要获取这个锁时将可能省略掉自旋过程,以避免浪费处理器资源。有了自适应自旋,随着程序运行和性能监控信息的不断完善,虚拟机对程序锁的状况预测就会越来越准确,虚拟机就会变得越来越 “聪明” 了。
【锁消除】
锁消除是指虚拟机即时编译器在运行时,对一些代码上要求同步,但是被检测到不可能存在共享数据竞争的锁进行消除。锁消除的主要判定依据来源于逃逸分析的数据支持,如果判断在一段代码中,堆上的所有数据都不会逃逸出去从而被其他线程访问到,那就可以把它们当作栈上的数据对待,认为它们是线程私有的,同步加锁自然就无须进行。
下面是一个代码例子:
public String concatString(String s1, String s2, String s3){
StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append(s1).append(s2).append(s3);
return sb.toString();
}
每个 StringBuffer#append() 方法中都有一个同步块,锁就是 sb 对象。虚拟机观察变量 sb,发现它的动态作用域被限制在 concatString() 方法之内,其他线程无法访问到它,因此,虽然这里有锁,但是可以被安全地消除掉,在即时编译之后,这段代码就会忽略掉所有的同步而直接执行了。
【锁粗化】
原则上,我们在编写代码的时候,总是推荐将同步块的作用范围限制得尽量小——只在共享数据的实际作用域中才进行同步,这样是为了使得需要同步的操作数量尽可能变小,如果存在锁竞争,那等待锁的线程也能尽快拿到锁。
大部分情况下,上面的原则都是正确的,但是如果一系列的连续操作都对同一个对象反复加锁和解锁,甚至加锁操作是出现在循环体中的,那即使没有线程竞争,频繁地进行互斥同步操作也会导致不必要的性能损耗。上面例子中连续的 append() 方法就属于这类情况。如果虚拟机探测到有这样一串零碎的操作都对同一个对象加锁,将会把加锁同步的范围扩展(粗化)到整个操作序列的外部,即扩展到第一个 append() 操作之前到最后一个 append() 操作之后,这样只需要加锁一次就可以了。
【轻量级锁】
【偏向锁】
B5. Concurrent JVM 锁优化的更多相关文章
- [转帖]B4. Concurrent JVM 锁机制(synchronized)
B4. Concurrent JVM 锁机制(synchronized) https://www.cnblogs.com/zlxyt/p/11050346.html 挺好的 感觉这个文章写的 不过想要 ...
- JVM锁优化
1. 概述 JDK1.6版本花费了大量精力去实现各种锁优化,如适应性自旋,锁消除,锁粗化,轻量级锁,偏向锁等,这些技术都是为了在线程期间更高效的共享数据,以及解决竞争问题. 2. 自旋锁与自适应自旋 ...
- B4. Concurrent JVM 锁机制(synchronized)
[概述] JVM 通过 synchronized 关键字提供锁,用于在线程同步中保证线程安全. [synchronized 实现原理] synchronized 可以用于代码块或者方法中,产生同步代码 ...
- 面试官:JVM锁优化都优化了啥?
从JDK1.6开始,JVM对锁进行了各种优化,目的就是为了在线程间更高效的共享数据和解决互斥同步的问题.从锁优化的话题开始,可以引申出很多考点面试题,比如锁优化的技术.各优化技术的细节.CAS实现原理 ...
- JVM锁优化以及区别
偏向所锁,轻量级锁都是乐观锁,重量级锁是悲观锁. 首先简单说下先偏向锁.轻量级锁.重量级锁三者各自的应用场景: 偏向锁:只有一个线程进入临界区: 轻量级锁:多个线程交替进入临界区: 重量级锁:多个线程 ...
- jvm(13)-线程安全与锁优化(转)
0.1)本文部分文字转自“深入理解jvm”, 旨在学习 线程安全与锁优化 的基础知识: 0.2)本文知识对于理解 java并发编程非常有用,个人觉得,所以我总结的很详细: [1]概述 [2]线程安全 ...
- 【JVM.12】线程安全与锁优化
一.概述 面向过程的编程思想极大地提升了现代软件开发的生产效率和软件可以达到的规模,但是现实世界与计算机世界之间不可避免地存在一些差异,本节就如何保证并发的正确性和如何实现线程安全讲起. 二.线程安全 ...
- jvm高级特性(6)(线程的种类,调度,状态,安全程度,实现安全的方法,同步种类,锁优化,锁种类)
JVM高级特性与实践(十三):线程实现 与 Java线程调度 JVM高级特性与实践(十四):线程安全 与 锁优化 一. 线程的实现 线程其实是比进程更轻量级的调度执行单位. 线程的引入,可以把一个检查 ...
- 使用ZooKeeper实现Java跨JVM的分布式锁(优化构思)
一.使用ZooKeeper实现Java跨JVM的分布式锁 二.使用ZooKeeper实现Java跨JVM的分布式锁(优化构思) 三.使用ZooKeeper实现Java跨JVM的分布式锁(读写锁) 说明 ...
随机推荐
- 思维导图js
http://baike.baidu.com/view/1469162.htm?fromenter=Mind+Maps
- win8 使用notepad++写C代码
1. 安装mingw,这里有个不错的教程 http://www.metsky.com/archives/588.html 2. 在notepad++里做设置, 安装nppexec: nppexec-& ...
- 利用jenv安装maven, tomcat,zookeeper等
jenv有关的网站: http://jenv.io https://github.com/gcuisinier/jenv 1. 执行jenv安装 $ curl -L -s get.jenv.io | ...
- html 解决空格显示问题
前端开发者都知道,在html中手动输入多个空格或者是回车,在页面解析的时候都被解析成一个空白显示,但有时候的需求要求显示多个空格,这个问题怎么解决呢?根绝我个人的经验,目前找到了以下集中解决办法: 1 ...
- 进击的Python【第八章】:动态导入模块、断言、socket开发之SSH,FTP
一.动态导入模块 知道一个模块名的字符串形式,通过字符串来导入模块 mod = __import__("lib.aa") print(mod) instance = getattr ...
- 暑期训练狂刷系列——poj 3468 A Simple Problem with Integers (线段树+区间更新)
题目连接: http://poj.org/problem?id=3468 题目大意: 给出n个数,有两种操作: 1:"C a b c",[a,b]中的每一个数都加上c. 2:&qu ...
- [USACO 2011 Nov Gold] Cow Steeplechase【二分图】
传送门:http://www.usaco.org/index.php?page=viewproblem2&cpid=93 很容易发现,这是一个二分图的模型.竖直线是X集,水平线是Y集,若某条竖 ...
- 暴力 hihoCoder 1178 计数
题目传送门 /* 暴力:这题真是醉了,直接暴力竟然就可以了!复杂度不会分析,不敢写暴力程序.. 枚举x,在不重复的情况下+ans,超过范围直接break */ #include <cstdio& ...
- Android上的线程安全
Thread-safe methods In some situations, the methods you implement might be called from more than one ...
- this关键字的构造方法的使用
package com.wh.Object3; public class this_Demo { private String name; private double price; private ...