当前位置: 首页 > news >正文

JVM中的java同步互斥工具应用演示及设计分析

1.火车站售票系统仿真

某火车站目前正在出售火车票,共有50张票,而它有3个售票窗口同时售票,下面设计了一个程序模拟该火车站售票,通过实现Runnable接口实现(模拟网络延迟)。
伪代码:

Ticket类:
Ticket = 50//总共有张票
Run(){
Whiletrue{
If ticket>0;//判断是否有余票
输出“正在出售第ticket- -张票”;
Else break;
Sleep1000ms);//模拟网络延迟
}
} 
MyTicket类:
Main(){
New Thread1 窗口1//创建线程1
New Thread2 窗口2//创建线程2
New Thread3 窗口3//创建线程3
Start Thread1Thread2Thread3//开启三个线程
}

运行结果(仅截取一部分):
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

上面的结果出现了相同票数的窗口,原因是ticket–不具有原子性,当窗口1休眠时,窗口3进入之后也休眠,这时窗口1苏醒了,进行到输出i的值这一步时,窗口3苏醒了并抢到了执行权,它也进行了输出i,由于上一步还没进行到i-1的步骤,因此窗口3和窗口1输出的值相同。因此需要限制修改票数的多并发。
下面一部分将介绍JVM中处理多线程并发时所用到的synchronized关键字,并介绍其是如何实现线程锁。

2.Java中synchronized关键字

2.1 synchronized关键字控制进程锁的实现结果

根据上一部分在售票过程中发现相同票数的窗口,为保证票数一致,针对多线程将才用synchronized关键字,对程序修改票数时上线程锁,在程序完成修改票数后释放线程锁。
伪代码:

Ticket类:
Ticket = 50Run(){
Whiletrue{
Synchronized{//线程锁
If ticket>0;
输出“正在出售第ticket- -张票”;
Else break;
}
Sleep1000ms);
}
}
MyTicket类:
Main(){
New Thread1 窗口1New Thread2 窗口2New Thread3 窗口3Start Thread1Thread2Thread3}

运行结果(仅截取一部分):
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

根据结果发现使用synchronized关键字后,售票数据正常,程序运行结果无误。

2.2 synchronized关键字

2.2.1 synchronized关键字的用法

① 当synchronized作用在实例方法时,监视器锁(monitor)便是对象实例(this);
② 当synchronized作用在静态方法时,监视器锁(monitor)便是对象的Class实例,因为Class数据存在于永久代,因此静态方法锁相当于该类的一个全局锁;
③ 当synchronized作用在某一个对象实例时,监视器锁(monitor)便是括号括起来的对象实例;

2.2.2 synchronized的同步原理

查看上述代码反汇编后的结果:

实现原理:
1.monitorenter:每个对象都是一个监视器锁(monitor)。当monitor被占用时就会处于锁定状态,线程执行monitorenter指令时尝试获取monitor的所有权,过程如下:
① 如果monitor的进入数为0,则该线程进入monitor,然后将进入数设置为1,该线程即为monitor的所有者;
② 如果线程已经占有该monitor,只是重新进入,则进入monitor的进入数加1;
③ 如果其他线程已经占用了monitor,则该线程进入阻塞状态,直到monitor的进入数为0,再重新尝试获取monitor的所有权;
2.monitorexit:执行monitorexit的线程必须是objectref所对应的monitor的所有者。指令执行时,monitor的进入数减1,如果减1后进入数为0,那线程退出monitor,不再是这个monitor的所有者。其他被这个monitor阻塞的线程可以尝试去获取这个 monitor 的所有权。(monitorexit指令出现了两次,第1次为同步正常退出释放锁;第2次为发生异步退出释放锁;)

3.监视器(Monitor)

任何一个对象都有一个Monitor与之关联,当且一个Monitor被持有后,它将处于锁定状态。Synchronized在JVM里的实现都是基于进入和退出Monitor对象来实现方法同步和代码块同步,都可以通过成对的MonitorEnter和MonitorExit指令来实现。
1.MonitorEnter指令:插入在同步代码块的开始位置,当代码执行到该指令时,将会尝试获取该对象Monitor的所有权,即尝试获得该对象的锁;
2.MonitorExit指令:插入在方法结束处和异常处,JVM保证每个MonitorEnter必须有对应的MonitorExit;
####3.1 Monitor实现原理
Monitor可以把它理解为一个同步工具,也可以描述为一种同步机制,它通常被描述为一个对象。与一切皆对象一样,所有的Java对象是天生的Monitor,每一个Java对象都有成为Monitor的潜质,因为在Java的设计中 ,每一个Java对象被创建初就带了一把看不见的锁,它叫做内部锁或者Monitor锁。也就是通常说Synchronized的对象锁,MarkWord锁标识位为10,其中指针指向的是Monitor对象的起始地址。在Java虚拟机(HotSpot)中,Monitor是由ObjectMonitor实现的,其主要数据结构如下(位于HotSpot虚拟机源码ObjectMonitor.hpp文件,C++实现的):

ObjectMonitor() {_header       = NULL;_count        = 0; // 记录个数_waiters      = 0,_recursions   = 0;_object       = NULL;_owner        = NULL;_WaitSet      = NULL; // 处于wait状态的线程,会被加入到_WaitSet_WaitSetLock  = 0 ;_Responsible  = NULL ;_succ         = NULL ;_cxq          = NULL ;FreeNext      = NULL ;_EntryList    = NULL ; // 处于等待锁block状态的线程,会被加入到该列表_SpinFreq     = 0 ;_SpinClock    = 0 ;OwnerIsThread = 0 ;}

ObjectMonitor中有两个队列,_WaitSet 和 _EntryList,用来保存ObjectWaiter对象列表( 每个等待锁的线程都会被封装成ObjectWaiter对象 ),_owner指向持有ObjectMonitor对象的线程,当多个线程同时访问一段同步代码时:
1.首先会进入 _EntryList 集合,当线程获取到对象的monitor后,进入 _Owner区域并把monitor中的owner变量设置为当前线程,同时monitor中的计数器count加1;
2.若线程调用 wait() 方法,将释放当前持有的monitor,owner变量恢复为null,count自减1,同时该线程进入 WaitSet集合中等待被唤醒;
3.若当前线程执行完毕,也将释放monitor(锁)并复位count的值,以便其他线程进入获取monitor(锁);

4.Java模拟PV原语

4.1信号量

count,如果是正值则表示当前资源的个数,如果是0,表示有一个进程在执行临界区的代码(也就是说这个进程位于临界区);并且没有进程处于阻塞队列中。如果是负值,这个值的绝对值(abs(count))表示阻塞队列中进程的个数。
queue,即为阻塞进程队列。当进程不能申请相应的资源是,则使用P操作,将自己插入阻塞队列中。当运行的进程执行完临界区代码时,就执行V操作,唤醒一个阻塞队列中的进程。

4.2功能实现

定义一个PV操作类:syn。在这个类中通过构造函数设置count的值。这个类中并没有阻塞进程所在的queue,是通过java的this.wait()与this.notifyAll()来实现的。

public class syn { //PV操作类int count=0;//信号量syn(){}syn(int a){count=a;}public synchronized void Wait(){ //关键字 synchronized 保证了此操作是一条【原语】count--;if(count<0){//等于0 :有一个进程进入了临界区try {         //小于0:abs(count)=阻塞的进程数目this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}public synchronized void Signal(){   //关键字 synchronized 保证了此操作是一条【原语】count++;if(count<=0){//如果有进程阻塞this.notify();}}
}

由此可以简单实现jvm中synchronized关键字的基本操作

相关文章:

JVM中的java同步互斥工具应用演示及设计分析

1.火车站售票系统仿真 某火车站目前正在出售火车票&#xff0c;共有50张票&#xff0c;而它有3个售票窗口同时售票&#xff0c;下面设计了一个程序模拟该火车站售票&#xff0c;通过实现Runnable接口实现&#xff08;模拟网络延迟&#xff09;。 伪代码&#xff1a; Ticket类…...

数据治理-数据质量

实现数据质量的前提就是数据本身是可靠和可信的。 导致数据质量低下的因素 组织缺乏对低质量数据影响的理解&#xff0c;缺乏规划、孤岛式系统设计、不一致的开发过程、不完整的文档、缺乏标准或缺乏治理等。 所有组织都会遇到与数据质量有关的问题。数据质量需要跨职能的承诺…...

[sqoop]hive3.1.2 hadoop3.1.1安装sqoop1.4.7

参考: Hadoop3.2.4Hive3.1.2sqoop1.4.7安装部署_hadoop sqoop安装_alicely07的博客-CSDN博客 一、安装 1、解压 tar -zxvf sqoop-1.4.7.bin__hadoop-2.6.0.tar.gz -C /home/data_warehouse/module mv sqoop-1.4.7.bin__hadoop-2.6.0 sqoop-1.4.72、配置文件 sqoop-env.s…...

js事件的详细介绍

11.事件 1.什么是事件 js属于事件驱动编程,把驱动,执行,调用通过一些交互,触发一些函数事件:发起-->执行绑定事件-->触发事件on 绑定 emit触发 off解绑2.事件分类 鼠标事件 点击事件 onclick 双击事件 ondblclick 按下事件 onmousedown 抬起事件 onmouseup 鼠标进…...

虚幻4学习笔记(12)操控导入的角色、动画蓝图、播放蒙太奇和打包、角色重定向

虚幻4学习笔记 操控导入的角色设置鼠标旋转关掉动态模糊 动画蓝图、播放蒙太奇和打包角色走路奔跑动画shift 奔跑F 跳舞移动打断 跳舞 打包角色重定向姿势调整解决跑步 腿分太开隐藏剑 B站UP谌嘉诚课程&#xff1a;https://www.bilibili.com/video/BV164411Y732 操控导入的角色…...

hive with tez:无法从链中的任何提供者加载aws凭据

环境信息 hadoop 3.1.0 hive-3.1.3 tez 0.9.1 问题描述 可以从hadoop命令行正确地访问s3a uri。我可以创建外部表和如下命令&#xff1a; create external table mytable(a string, b string) location s3a://mybucket/myfolder/; select * from mytable limit 20; 执行正…...

Ubuntu修改静态IP、网关和DNS的方法总结

Ubuntu修改静态IP、网关和DNS的方法总结 ubuntu系统&#xff08;其他debian的衍生版本好像也可以&#xff09;修改静态IP有以下几种方法。&#xff08;搜索总结&#xff0c;可能也不太对&#xff09; /etc/netplan (use) Ubuntu 18.04开始可以使用netplan配置网络&#xff0…...

Eureka服务器注册

一。Eureka服务器注册 1.pom.xml <?xml version"1.0" encoding"UTF-8"?> <project xmlns"http://maven.apache.org/POM/4.0.0"xmlns:xsi"http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation"http://mav…...

Windows安装GPU版本的pytorch详细教程

文章目录 chatGLM2-6B安装教程正式安装 chatGLM2-6B ChatGLM2-6B版本要装pytorch2.0&#xff0c;而且要2.0.1 &#xff0c;因此CUDA不能用12.0 &#xff0c;也不能用10.0&#xff0c;只能用11.x 版本。 安装教程 pip install直接下载安装 官网&#xff1a; https://pytorch.…...

理解Kruskal算法的前提----深入理解并查集【超简单~】

并查集的实现思路 并查集主要分为两个部分&#xff1a;第一部分就是需要找到点对应的祖宗节点&#xff0c;第二部分&#xff0c;是要将属于同一个集合节点的祖宗节点进行统一&#xff0c;也就是结合操作。 Find函数实现 // parent数组用来存储下标值所对应的父节点值 // 比如…...

Jenkins+Gitee+Docker+Ruoyi项目前后端分离部署

前言 描述&#xff1a;本文主要是用来记录 如何用标题上的技术&#xff0c;部署到云服务器上通过ip正常访问。 一、总览 1.1、Docker做的事 拉取 mysql 镜像拉取 redis 镜像拉取 jdk 镜像拉取 nginx 镜像 解释说明&#xff1a;前端项目的打包文件放在 nginx容器运行。后端…...

笙默考试管理系统-MyExamTest----codemirror(23)

笙默考试管理系统-MyExamTest----codemirror&#xff08;23&#xff09; 目录 笙默考试管理系统-MyExamTest----codemirror&#xff08;23&#xff09; 一、 笙默考试管理系统-MyExamTest 二、 笙默考试管理系统-MyExamTest 三、 笙默考试管理系统-MyExamTest 四、 笙…...

重学Java (一) 泛型

1. 前言 泛型编程自从 Java 5.0 中引入后已经超过15个年头了。对于现在的 Java 码农来说熟练使用泛型编程已经是家常便饭的事情了。所以本文就在不对泛型的基础使用在做说明了。 如果你还不会使用泛型的话&#xff0c;可以参考下面两个链接 Java 泛型详解The Java™ Tutorial…...

Docker 部署 Redis 服务

拉取最新版本的 Redis 镜像: $ sudo docker pull redis:latest在本地预先创建好 data 目录和 conf/redis.conf 文件。 使用以下命令来运行 Redis 容器: $ sudo docker run -itd --name redis --privilegedtrue -p 6379:6379 -v /home/ubuntu/docker/redis/data:/data -v /ho…...

阿里云产品试用系列-负载均衡 SLB

阿里云负载均衡&#xff08;Server Load Balancer&#xff0c;简称SLB&#xff09;是云原生时代应用高可用的基本要素。通过将流量分发到不同的后端服务来扩展应用系统的服务吞吐能力&#xff0c;消除单点故障并提升应用系统的可用性。阿里云SLB包含面向4层的网络型负载均衡NLB…...

drf 对象级权限

drf 对象级权限 Django REST Framework&#xff08;DRF&#xff09;提供了对象级别权限&#xff08;Object-level permissions&#xff09;来控制特定对象的访问权限。 简单来说&#xff1a;通过视图类中的self.get_object(pk)得到一个obj对象(视图对象)&#xff0c;在与requ…...

八大排序(二)--------冒泡排序

本专栏内容为&#xff1a;八大排序汇总 通过本专栏的深入学习&#xff0c;你可以了解并掌握八大排序以及相关的排序算法。 &#x1f493;博主csdn个人主页&#xff1a;小小unicorn ⏩专栏分类&#xff1a;八大排序汇总 &#x1f69a;代码仓库&#xff1a;小小unicorn的代码仓库…...

SmartSQL 一款开源的数据库文档管理工具

建议直接蓝奏云下载安装 蓝奏云下载&#xff1a;https://wwoc.lanzoum.com/b04dpvcxe 蓝奏云密码&#xff1a;123 项目介绍 SmartSQL 是一款方便、快捷的数据库文档查询、导出工具&#xff01;从最初仅支持 数据库、CHM文档格式开始&#xff0c;通过不断地探索开发、集思广…...

代码随想录算法训练营第56天 | ● 583. 两个字符串的删除操作 ● 72. 编辑距离 ● 动态规划之编辑距离总结篇

文章目录 前言一、583. 两个字符串的删除操作二、72. 编辑距离三、动态规划之编辑距离总结篇总结 前言 一、583. 两个字符串的删除操作 两种思路&#xff1a;1.直接动态规划&#xff0c;求两个字符串需要删除的最小次数 2.采用子序列的和-最长公共子序列。思路一分析如下&#…...

矩阵 m * M = c

文章目录 题1题2 题1 (2023江苏领航杯-prng) 题目来源&#xff1a;https://dexterjie.github.io/2023/09/12/%E8%B5%9B%E9%A2%98%E5%A4%8D%E7%8E%B0/2023%E9%A2%86%E8%88%AA%E6%9D%AF/ 题目描述&#xff1a; (没有原数据&#xff0c;自己生成的数据) from Crypto.Util.number…...

使用docker在3台服务器上搭建基于redis 6.x的一主两从三台均是哨兵模式

一、环境及版本说明 如果服务器已经安装了docker,则忽略此步骤,如果没有安装,则可以按照一下方式安装: 1. 在线安装(有互联网环境): 请看我这篇文章 传送阵>> 点我查看 2. 离线安装(内网环境):请看我这篇文章 传送阵>> 点我查看 说明&#xff1a;假设每台服务器已…...

铭豹扩展坞 USB转网口 突然无法识别解决方法

当 USB 转网口扩展坞在一台笔记本上无法识别,但在其他电脑上正常工作时,问题通常出在笔记本自身或其与扩展坞的兼容性上。以下是系统化的定位思路和排查步骤,帮助你快速找到故障原因: 背景: 一个M-pard(铭豹)扩展坞的网卡突然无法识别了,扩展出来的三个USB接口正常。…...

多模态2025:技术路线“神仙打架”,视频生成冲上云霄

文&#xff5c;魏琳华 编&#xff5c;王一粟 一场大会&#xff0c;聚集了中国多模态大模型的“半壁江山”。 智源大会2025为期两天的论坛中&#xff0c;汇集了学界、创业公司和大厂等三方的热门选手&#xff0c;关于多模态的集中讨论达到了前所未有的热度。其中&#xff0c;…...

Linux链表操作全解析

Linux C语言链表深度解析与实战技巧 一、链表基础概念与内核链表优势1.1 为什么使用链表&#xff1f;1.2 Linux 内核链表与用户态链表的区别 二、内核链表结构与宏解析常用宏/函数 三、内核链表的优点四、用户态链表示例五、双向循环链表在内核中的实现优势5.1 插入效率5.2 安全…...

Zustand 状态管理库:极简而强大的解决方案

Zustand 是一个轻量级、快速和可扩展的状态管理库&#xff0c;特别适合 React 应用。它以简洁的 API 和高效的性能解决了 Redux 等状态管理方案中的繁琐问题。 核心优势对比 基本使用指南 1. 创建 Store // store.js import create from zustandconst useStore create((set)…...

在Ubuntu中设置开机自动运行(sudo)指令的指南

在Ubuntu系统中&#xff0c;有时需要在系统启动时自动执行某些命令&#xff0c;特别是需要 sudo权限的指令。为了实现这一功能&#xff0c;可以使用多种方法&#xff0c;包括编写Systemd服务、配置 rc.local文件或使用 cron任务计划。本文将详细介绍这些方法&#xff0c;并提供…...

基于Docker Compose部署Java微服务项目

一. 创建根项目 根项目&#xff08;父项目&#xff09;主要用于依赖管理 一些需要注意的点&#xff1a; 打包方式需要为 pom<modules>里需要注册子模块不要引入maven的打包插件&#xff0c;否则打包时会出问题 <?xml version"1.0" encoding"UTF-8…...

WordPress插件:AI多语言写作与智能配图、免费AI模型、SEO文章生成

厌倦手动写WordPress文章&#xff1f;AI自动生成&#xff0c;效率提升10倍&#xff01; 支持多语言、自动配图、定时发布&#xff0c;让内容创作更轻松&#xff01; AI内容生成 → 不想每天写文章&#xff1f;AI一键生成高质量内容&#xff01;多语言支持 → 跨境电商必备&am…...

拉力测试cuda pytorch 把 4070显卡拉满

import torch import timedef stress_test_gpu(matrix_size16384, duration300):"""对GPU进行压力测试&#xff0c;通过持续的矩阵乘法来最大化GPU利用率参数:matrix_size: 矩阵维度大小&#xff0c;增大可提高计算复杂度duration: 测试持续时间&#xff08;秒&…...

让AI看见世界:MCP协议与服务器的工作原理

让AI看见世界&#xff1a;MCP协议与服务器的工作原理 MCP&#xff08;Model Context Protocol&#xff09;是一种创新的通信协议&#xff0c;旨在让大型语言模型能够安全、高效地与外部资源进行交互。在AI技术快速发展的今天&#xff0c;MCP正成为连接AI与现实世界的重要桥梁。…...