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高并发Java（4）：无锁

在高并发Java（1）：前言中已经提到了无锁的概念，由于在jdk源码中有大量的无锁应用，所以在这里介绍下无锁。...1 无锁类的原理详解 1.1 CAS CAS算法的过程是这样：它包含3个参数CAS(V,E,N)。V表示要更新的变量，E表示预期值，N表示新值。...基于这样的原理，CAS 操作即时没有锁，也可以发现其他线程对当前线程的干扰，并进行恰当的处理。我们会发现，CAS的步骤太多，有没有可能在判断V和E相同后，正要赋值时，切换了线程，更改了值。...Java当中提供了很多无锁类，下面来介绍下无锁类。 2 无所类的使用我们已经知道，无锁比阻塞效率要高得多。我们来看看Java是如何实现这些无锁类的。 2.1.

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并发无锁操作

并发无锁操作这一小节我们将讲解如何用无锁操作完成并发操作问题展现我们给出一段之前并发展示代码： /*并发代码*/ package cn.itcast; import java.util.ArrayList...（无锁） JDK为我们提供了几种乐观锁的无锁并发问题解决类型： /*解释*/ AtomicInteger：原子int类型，属于实现类，传入一个integer类型的参数，可以调用其内部方法对其改变 AtomicInteger...CAS特点我们来简单介绍一下CAS的特点：结合 CAS 和 volatile 可以实现无锁并发，适用于线程数少、多核 CPU 的场景下。...CAS 体现的是无锁并发、无阻塞并发因为没有使用 synchronized，所以线程不会陷入阻塞，这是效率提升的因素之一但如果竞争激烈，可以想到重试必然频繁发生，反而效率会受影响我们反观Synchronized...因而我们其实可以很清楚的明白无锁操作是要比锁操作速度要快的：无锁情况下，即使重试失败，线程始终在高速运行，没有停歇，类似于自旋。

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高并发编程-锁优化详解

Java在语言上支持了锁的特性，在很多常用类的实现中也使用了锁，对于Java开发者来说就可以很方便的使用这些锁及常用类。但是，随着锁的频繁使用及错用，随之而来的就是程序执行效率变低、应用变的缓慢。...为了提高线程对共享数据访问的效率，HotSpot虚拟机从JDK1.5到JDK1.6做了重大改进，提供了很多锁优化技术，包括自旋锁、自适应自旋锁、锁消除、锁粗化、轻量级锁和偏向锁。...自旋锁线程的执行是通过竞争获取处理器的执行时间才执行的。当线程挂起或恢复执行的时，会从用户态转入内核态中完成，这种操作是很消耗时间的，在并发情况下对应用和系统来说都有很大压力。...所以，线程并发请求锁的时候，让后来的线程在不放弃处理器执行时间的情况下稍等一下，线程做自旋，自旋期间观察持有锁的线程是否会很快释放锁，这种技术就是所谓的自旋锁。...持有偏向锁的线程每次执行到这段同步代码时，不需要任何同步操作，这项优化称为偏向锁。当有其它线程尝试获取对象的锁时，终止偏向模式，同时根据锁是否处于锁定状态，撤销偏向锁恢复到未锁定或轻量级锁状态。

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Java高并发之锁优化

Collections.synchronizedMap 其本质是在读写map操作上都加了锁, 在高并发下性能一般....各自有自己的锁. 只要多个修改发生在不同的分区, 他们就可以并发的进行. 把一个整体分成了16个Segment, 最高支持16个线程并发修改. ...无锁与锁相比, 使用CAS操作, 由于其非阻塞性, 因此不存在死锁问题, 同时线程之间的相互影响, 也远小于锁的方式. 使用无锁的方案, 可以减少锁竞争以及线程频繁调度带来的系统开销....如果想要在高并发场合下获取更好的性能, 则可以使用基于CAS的ConcurrentLinkedQueue. ...关于无锁, 这边不再赘述, 之前博文已经有所介绍, 具体见: Java高并发之无锁与Atomic源码分析

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lock free（无锁并发）是什么

无锁编程 / lock-free / 非阻塞同步无锁编程，即不使用锁的情况下实现多线程之间的变量同步，也就是在没有线程被阻塞的情况下实现变量的同步，所以也叫非阻塞同步（Non-blocking Synchronization...实现非阻塞同步的方案称为“无锁编程算法”（ Non-blocking algorithm）。...lock-free是目前最常见的无锁编程的实现级别（一共三种级别）: wait-free lock-free obstruction-free 2. 为什么要 Non-blocking sync ？...也叫做乐观锁，即乐观并发控制(OOC)。事务的过程是：1读取，并写时间戳；2准备写入，版本校验；3校验通过则写入，校验不通过，则回滚。...无锁相当于“锁”的粒度变小了，主要是“锁”HEAD和TAIL这两个关键资源。而不是整个数据结构。 thread1意图对val=1进行操作变成2，cas(*val,1,2)。

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如何无锁机制实现并发访问

对于并发控制而言，锁是一种悲观的策略。它总是假设每一次的临界区操作会产生冲突，因此，必须对每次操作都小心翼翼。...无锁的好处：第一，在高并发的情况下，它比有锁的程序拥有更好的性能；第二，它天生就是死锁免疫的。就凭借这两个优势，就值得我们冒险尝试使用无锁的并发。 1....更为重要的是，使用无锁的方式完全没有锁竞争带来的系统开销，也没有线程间频繁调度带来的开销，因此，它要比基于锁的方式拥有更优越的性能。...无锁的线程安全整数：AtomicInteger 为了让Java程序员能够受益于CAS等CPU指令，JDK并发包中有一个atomic包，里面实现了一些直接使用CAS操作的线程安全的类型。...数组也能无锁：AtomicIntegerArray 除了提供基本数据类型外，JDK还为我们准备了数组等复合结构。

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【crossbeam系列】1有锁并发、无锁并发和crossbeam极简介

然后也不谈一些低优先级的任务可能会长期抢占高优先级任务的资源（因为锁是第一位的），当线程数量比较大的时候，大部分的时间都被用在了同步上（等待锁能被获取），性能就会变得非常差。...无锁并发于是，大量计算机科学家和程序员就把目光转向了无锁（lock-free）并发。...CAS（compare and swap）原语那大家可能会好奇，无锁并发要怎么实现呢？有没有例子呢？在此之前让我们先看一下一个公认的在无锁并发中非常重要的原子原语：CAS。...哎，看来无锁并发好不容易呢。 crossbeam 在简单看了有锁和无锁并发的例子之后，我们发现并发还真不是那么容易的呢。什么都加个锁虽然简单粗暴但是恐怕成不了大气候。...下回就让我们深入crossbeam-epoch去看一下基于epoch的垃圾收集工具，以及如何使用它来完成我们的无锁并发栈。

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【高并发】高并发分布式锁架构解密，不是所有的锁都是分布式锁！！

写在前面最近，很多小伙伴留言说，在学习高并发编程时，不太明白分布式锁是用来解决什么问题的，还有不少小伙伴甚至连分布式锁是什么都不太明白。...今天，我们就来说说如何在高并发环境下实现分布式锁，不是所有的锁都是高并发的。万字长文，带你深入解密高并发环境下的分布式锁架构，不是所有的锁都是分布式锁！！！...究竟什么样的锁才能更好的支持高并发场景呢？今天，我们就一起解密高并发环境下典型的分布式锁架构，结合【高并发】专题下的其他文章，学以致用。锁用来解决什么问题呢？...而我们在高并发程序中，引入锁，就是为了解决这些资源竞争的问题。电商超卖问题这里，我们可以列举一个简单的业务场景。...高并发“黑科技”与致胜奇招假设，我们就是使用Redis来实现分布式锁，假设Redis的读写并发量在5万左右。我们的商城业务需要支持的并发量在100万左右。

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如何实现超高并发的无锁缓存？

上述实现方案没有任何问题，但在并发量很大的时候（每秒20w写，1k读），锁m_lock会成为潜在瓶颈，在这类高并发环境下写多读少的业务仓井，如何来进行优化，是本文将要讨论的问题。...二、水平切分+锁粒度优化上文中之所以锁冲突严重，是因为所有司机都公用一把锁，锁的粒度太粗（可以认为是一个数据库的“库级别锁”），是否可能进行水平拆分（类似于数据库里的分库），把一个库锁变成多个库锁，来提高并发...上文中提到的另一个例子，用户操作类型计数，操作类型是有限的，即使一个type一个锁，锁的冲突也可能是很高的，还没有方法进一步提高并发呢？...四、把锁去掉，变成无锁缓存【无锁的结果】 void AddCountByType(long type /*, int count*/){ //不加锁 Array[type...最大化并发，但带来的数据完整性的破坏 4）可以通过签名的方式保证数据的完整性，实现无锁缓存

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Java高并发实战，锁的优化

自旋锁的思想是让一个线程在请求一个共享数据的锁时执行忙循环（自旋）一段时间，如果在这段时间内能获得锁，就可以避免进入阻塞状态。...自适应意味着自旋的次数不再固定了，而是由前一次在同一个锁上的自旋次数及锁的拥有者的状态来决定。锁消除锁消除是指对于被检测出不可能存在竞争的共享数据的锁进行消除。...轻量级锁 JDK 1.6 引入了偏向锁和轻量级锁，从而让锁拥有了四个状态：无锁状态（unlocked）、偏向锁状态（biasble）、轻量级锁状态（lightweight locked)和重量级锁状态（...当尝试获取一个锁对象时，如果锁对象标记为 0 01，说明锁对象的锁未锁定（unlocked）状态。...如果有两条以上的线程争用同一个锁，那轻量级锁就不再有效，要膨胀为重量级锁。

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高并发下如何合理使用锁

在并发环境下想要共享变量，一旦涉及修改操作，就需要用到锁了。...，就synchronized、ReentrantLock来分析比较的话，看到网上有好多博客都在说sychronized 在争用频次非常高的情况下性能会急剧下降，这种观点是存在时效性的，就当前1.8版本使用体验而言...ReentrantLock 特性就比较丰富了，支持公平锁、锁超时，更大程度上避免了死锁，但是ReentrantLock 能够控制的粒度更细，并且衍生出来的工具十分好用，比如说读写锁，但是也产生了需要手动释放锁这个问题...3、避免加锁一些能够牺牲空间来进行ThreadLocal处理的，就没必要使用锁了，加锁完全是为了并发下逻辑的正确，如果有更好的解决方式，请避免使用锁，但是如果像是一些非得使用锁的情况，也务必主要锁的粒度...5、相关并发工具的选择在高qps下使用Concurrent 包下的工具时，一定要先知道原理或者看看源码再使用，切不可盲目使用因为很多工具一些特性是没有用的但是为了这些特性增加了很多额外的加锁操作。

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多线程高并发探秘之“锁”

[JDK] 多线程高并发探秘之“锁” 锁作为并发共享数据，保证一致性的工具，在JAVA平台有多种实现(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。...exec-2] com.example.concurrence.lock.SpinLock : http-nio-8080-exec-2 spinLock unlock() >>>> true //并发调用...整个并发框架中对线程的挂起操作被封装在 LockSupport类中，LockSupport类中有各种版本pack方法，但最终都调用了Unsafe.park()方法。...事实上公平的锁机制往往没有非公平的效率高，因为公平的获取锁没有考虑到操作系统对线程的调度因素，这样造成JVM对于等待中的线程调度次序和操作系统对线程的调度之间的不匹配。...对于锁的快速且重复的获取过程中，连续获取的概率是非常高的，而公平锁会压制这种情况，虽然公平性得以保障，但是响应比却下降了，但是并不是任何场景都是以TPS作为唯一指标的，因为公平锁能够减少“饥饿”发生的概率

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【高并发】高并发分布式锁架构解密，不是所有的锁都是分布式锁（升级版）！！

写在前面最近，很多小伙伴留言说，在学习高并发编程时，不太明白分布式锁是用来解决什么问题的，还有不少小伙伴甚至连分布式锁是什么都不太明白。...今天，我们就来说说如何在高并发环境下实现分布式锁，不是所有的锁都是高并发的。万字长文，带你深入解密高并发环境下的分布式锁架构，不是所有的锁都是分布式锁！！！...究竟什么样的锁才能更好的支持高并发场景呢？今天，我们就一起解密高并发环境下典型的分布式锁架构，结合【高并发】专题下的其他文章，学以致用。锁用来解决什么问题呢？...2bit锁标志位无锁 0 01 偏向锁线程ID 1 01 轻量级锁指向栈中锁记录的指针此时这一位不用于标识偏向锁 00 重量级锁指向互斥量（重量级锁）的指针此时这一位不用于标识偏向锁 10...高并发“黑科技”与致胜奇招假设，我们就是使用Redis来实现分布式锁，假设Redis的读写并发量在5万左右。我们的商城业务需要支持的并发量在100万左右。

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Redis高并发分布式锁详解

分布式锁应该具备哪些条件　　1.在分布式系统环境下，一个方法在同一时间只能被一个机器的一个线程执行　　2.高可用的获取锁与释放锁　　3.高性能的获取锁与释放锁　　4.具备可重入特性（可理解为重新进入...，由多于一个任务并发使用，而不必担心数据错误）　　5.具备锁失效机制，即自动解锁，防止死锁　　6.具备非阻塞锁特性，即没有获取到锁将直接返回获取锁失败秒杀抢购场景模拟（模拟并发问题：其实就是指每一步如果存在间隔时间...2.但是这种设计本身是与我们高并发的需求是冲突的。但是某些场景下我们又不得不用，所以我们应该基于场景做一些优化。　　3.正如阿里巴巴Java开发手册里面写到： 6....【强制】高并发时，同步调用应该去考量锁的性能损耗。能用无锁数据结构，就不要用锁；能锁区块，就不要锁整个方法体；能用对象锁，就不要用类锁。...面对高并发下，是针对单个数组节点进行加锁，修改节点内数据，而总量依旧是他们加起来，而且数组的最大容量与核心数有关。是不是豁然开朗？这与我们的场景是不是很像。多台服务器对应多核心。

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高并发编程-ReentrantLock公平锁深入解析

ReentrantLock提供了公平锁和非公平锁两种实现，在默认情况下构造的ReentrantLock实例是非公平锁，可以在创建ReentrantLock实例的时候通过指定公平策略参数来指定是使用公平锁还是非公平锁...和非公平锁相比，公平锁在多线程访问时总体吞吐量偏低，但是获得锁和保证锁分配的均衡性差异较小。本篇将基于JDK7深入源码解析公平锁的实现原理。...()返回是否有线程正在等待获取此锁； hasWaiters(Condition condition)返回是否有线程正在等待与此锁有关的给定条件； isFair()返回锁是否是公平锁； isHeldByCurrentThread...()返回当前线程是否持有此锁； tryLock()尝试获取锁，仅在调用时锁未被其它线程持有时才可以获取该锁； tryLock(long timeout, TimeUnit unit)尝试获取锁，如果锁在指定等待时间内没有被另一个线程持有...实战经验 ReentrantLock公平锁相对于非公平锁来说，多线程并发情况下的系统吞吐量偏低，因为需要排队等待；公平锁倾向于把锁分配给先到来的线程，所以，ReentrantLock公平锁适应于多线程并发不是很高

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高性能无锁并发框架 Disruptor，太强了！

Java技术栈 www.javastack.cn 关注阅读更多优质文章 Disruptor是一个开源框架，研发的初衷是为了解决高并发下队列锁的问题，最早由LMAX提出并使用，能够在无锁的情况下实现队列的并发操作...基于链表形式的队列，也通过加锁的方式，来保证多线程情况下数据的安全； ConcurrentLinkedQueue：基于链表形式的队列，通过CAS的方式我们知道，在编程过程中，加锁通常会严重地影响性能，所以尽量用无锁方式...，就产生了Disruptor这种无锁高并发框架基本概念参考地址：https://github.com/LMAX-Exchange/disruptor/wiki/Introduction#core-concepts...在BlockingWaitStrategy内部是使用锁和condition来控制线程的唤醒。...「无锁设计：」每个生产者或者消费者线程，会先申请可以操作的元素在数组中的位置，申请到之后，直接在该位置写入或者读取数据，整个过程通过原子变量CAS，保证操作的线程安全数据结构框架使用RingBuffer

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Java并发：了解无锁CAS就从源码分析

在 java.util.concurrent 下面的源码中， Atomic, ReentrantLock 都使用了Unsafe类中的方法来保证并发的安全性。...CAS操作是原子性的，所以多线程并发使用CAS更新数据时，可以不使用锁，JDK中大量使用了CAS来更新数据而防止加锁来保持原子更新。...AtomicInteger原子类的内部几乎是基于前面分析过 Unsafe类中的 CAS相关操作的方法实现的，这也同时证明 AtomicInteger getAndIncrement自增操作实现过程,是基于无锁实现的

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高并发场景下锁的使用技巧

来源：33h.co/dVMB 如何确保一个方法，或者一块代码在高并发情况下，同一时间只能被一个线程执行，单体应用可以使用并发处理相关的 API 进行控制，但单体应用架构演变为分布式微服务架构后，跨进程的实例部署...，显然就没办法通过应用层锁的机制来控制并发了。...那么锁都有哪些类型，为什么要使用锁，锁的使用场景有哪些？今天我们来聊一聊高并发场景下锁的使用技巧。锁类别不同的应用场景对锁的要求各不相同，我们先来看下锁都有哪些类别，这些锁之间有什么区别。...，属于悲观锁；数据库行锁属于悲观锁；扣减操作案例这里举一个非常常见的例子，在高并发情况下余额扣减，或者类似商品库存扣减，也可以是资金账户的余额扣减。...我们讨论的重点是并发情况下，共享资源的操作如何加锁的问题。

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【锁】.NET 高级编程高并发必备技巧

前言锁最为常见的应用就是高并发的情况下，库存的控制。本次只做简单的单机锁介绍。正文直接看代码每请求一次库存-1....但是，实际应用场景中，高并发的应用，都会多机分布式部署。分布式部署要怎么解决？大家思考一下。

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java高并发锁的3种实现

提到锁，大家可能都会想到synchronized关键字，使用它的确可以解决一切并发问题，但是对于系统吞吐要求更高的，在这里提供了几个小技巧，帮助大家减小锁粒度，提高系统并发能力。...初级技巧 - 乐观锁乐观锁适合这样的场景：读不会冲突，写会冲突。同时读的频率远大于写。以下面的代码为例，悲观锁的实现： ? 乐观锁的实现： ?...，显然行锁的并发能力比表锁高很多。...由于锁的粒度局限于具体用户，使系统获得了最大程度的并发。 ? CopyOnWriteMap？...怎么样能控制锁的个数，同时减小粒度锁呢？直接使用Java ConcurrentHashMap？或者你想加入自己更精细的控制？

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