简单聊一聊公平锁和非公平锁，Parallel并行流("深入探讨公平锁与非公平锁的区别及Parallel并行流的应用")

原创

ithorizon 6个月前 (10-21) 阅读数 26 #后端开发

深入探讨公平锁与非公平锁的区别及Parallel并行流的应用

一、引言

在并发编程中，锁是保证线程保险的重要机制。锁可以分为公平锁和非公平锁两种类型。本文将深入探讨这两种锁的区别，并分析Java中的Parallel并行流是怎样利用锁机制来尽大概缩减损耗并发处理快速的。

二、公平锁与非公平锁的定义

公平锁和非公平锁的关键区别在于获取锁的方法。

公平锁：确保每个线程按照请求锁的顺序来获取锁。也就是说，先请求锁的线程会先获得锁。这样可以避免线程饥饿问题，但是大概会让线程等待时间较长。

非公平锁：不保证线程按照请求锁的顺序来获取锁。线程大概会在等待过程中被其他线程抢占锁，这大概让线程饥饿问题，但通常可以尽大概缩减损耗锁的获取速度。

三、公平锁与非公平锁的实现

在Java中，synchronized关键字和ReentrantLock类都可以实现锁的功能，下面分别介绍这两种锁的公平和非公平实现。

1. 使用synchronized关键字

synchronized关键字默认实现的是非公平锁。以下是一个简洁的示例：


public class SynchronizedExample {
    public synchronized void synchronizedMethod() {
        // 同步代码块
    }
}

2. 使用ReentrantLock类

ReentrantLock类提供了公平锁和非公平锁的实现。以下是一个示例：


import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class ReentrantLockExample {
    private final Lock lock = new ReentrantLock(true); // true描述公平锁，false描述非公平锁
    public void lockMethod() {
        lock.lock();
        try {
            // 同步代码块
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

四、公平锁与非公平锁的区别及优缺点

下面我们来分析公平锁和非公平锁的区别及优缺点。

1. 区别

公平锁保证了线程按照请求锁的顺序来获取锁，而非公平锁则不保证。

公平锁通常需要维护一个有序队列，这会让额外的开销，而非公平锁则不需要。

2. 优缺点

公平锁的优点是避免了线程饥饿问题，保证了线程的公平性；缺点是性能较低，大概让线程等待时间较长。

非公平锁的优点是性能较高，可以缩减线程等待时间；缺点是大概让线程饥饿问题，线程间的公平性较差。

五、Parallel并行流的应用

Parallel并行流是Java 8引入的一种并行处理机制，它利用了Fork/Join框架和公平锁机制来尽大概缩减损耗并发处理快速。

1. Parallel并行流的原理

Parallel并行流使用Fork/Join框架将任务拆分为多个子任务，然后递归地执行这些子任务，并在最后将于是合并起来。在这个过程中，并行流使用了公平锁来保证线程保险。

2. Parallel并行流的示例

以下是一个使用Parallel并行流处理数据的示例：


import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.IntStream;
public class ParallelStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
        int sum = numbers.parallelStream().mapToInt(Integer::intValue).sum();
        System.out.println("Sum: " + sum);
    }
}