锁Q&A

Q&A

什么是阻塞队列?阻塞队列的实现原理是什么?如何使用阻塞队列来实现生产者-消费者模型?

 阻塞队列(BlockingQueue)是一个支持两个附加操作的队列。

 这两个附加的操作是:在队列为空时,获取元素的线程会等待队列变为非空。当队列满时,存储元素的线程会等待队列可用。

 阻塞队列常用于生产者和消费者的场景,生产者是往队列里添加元素的线程,消费者是从队列里拿元素的线程。阻塞队列就是生产者存放元素的容器,而消费者也只从容器里拿元素。

 JDK7提供了7个阻塞队列。分别是:

 * ArrayBlockingQueue :一个由数组结构组成的有界阻塞队列。

 * LinkedBlockingQueue :一个由链表结构组成的有界阻塞队列。

 * PriorityBlockingQueue :一个支持优先级排序的无界阻塞队列。

 * DelayQueue:一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列。

 * SynchronousQueue:一个不存储元素的阻塞队列。

 * LinkedTransferQueue:一个由链表结构组成的无界阻塞队列。

 * LinkedBlockingDeque:一个由链表结构组成的双向阻塞队列。

 Java 5之前实现同步存取时,可以使用普通的一个集合,然后在使用线程的协作和线程同步可以实现生产者,消费者模式,主要的技术就是用好,wait ,notify,notifyAll,sychronized这些关键字。而在java 5之后,可以使用阻塞队列来实现,此方式大大简少了代码量,使得多线程编程更加容易,安全方面也有保障。

 BlockingQueue接口是Queue的子接口,它的主要用途并不是作为容器,而是作为线程同步的的工具,因此他具有一个很明显的特性,当生产者线程试图向BlockingQueue放入元素时,如果队列已满,则线程被阻塞,当消费者线程试图从中取出一个元素时,如果队列为空,则该线程会被阻塞,正是因为它所具有这个特性,所以在程序中多个线程交替向BlockingQueue中放入元素,取出元素,它可以很好的控制线程之间的通信。

 阻塞队列使用最经典的场景就是socket客户端数据的读取和解析,读取数据的线程不断将数据放入队列,然后解析线程不断从队列取数据解析。

互斥锁和自旋锁、信号量的区别?

 互斥锁也可以叫互斥量,广义上讲可以值所有实现互斥作用的同步机制。狭义上讲指的就是mutex这种特定的二元锁机制。互斥锁的作用就是互斥,mutual exclusive,是用来保护临界区(critical section)的 。所谓临界区就是代码的一个区间,如果两个线程同时执行就有可能出问题,所以需要互斥锁来保护。

 信号量(semaphore) 是一种更高级的同步机制,mutex(互斥锁) 可以说是 semaphore(信号量) 在仅取值0/1时的特例。Semaphore可以有更多的取值空间,用来实现更加复杂的同步,而不单单是线程间互斥。

 自旋锁 是一种 互斥锁 的实现方式而已,相比一般的互斥锁会在等待期间放弃cpu,自旋锁(spinlock) 则是不断循环并测试锁的状态,这样就一直占着cpu。所以相比于自旋锁和信号量,在申请锁失败的话,自旋锁会不断的查询,申请线程不会进入休眠,信号量和互斥锁如果申请锁失败的话线程进入休眠,如果申请锁被释放后会唤醒休眠的线程。

 同步锁 好像没啥特殊说法,你可以理解为能实现同步作用的都可以叫同步锁,比如信号量。最后,不要钻这些名词的牛角尖,更重要的是理解这些东西背后的原理,叫什么名字并没有什么好说的。这些东西在不同的语言和平台上又有可能会有不同的叫法,其实本质上就这么回事。

未完待续..