최근 직장에서 비즈니스 로직의 정확성을 보장하기 위해 잠금이 필요하고 잠금 후 성능에 큰 영향을 미치지 않아야 하는 일부 높은 동시성 시나리오를 접했습니다. 초기 아이디어는 데이터의 타임스탬프 , id 및 기타 키워드를 잠그어 다양한 유형의 데이터 처리의 동시성을 보장하는 것입니다. Java 자체 api에서 제공하는 잠금 세분성이 너무 크고 이러한 요구 사항을 동시에 충족하기 어려워서 몇 가지 간단한 확장 기능을 직접 작성했습니다...
concurrentHashMap의 분할 아이디어를 활용하여 먼저 일정 개수의 잠금을 생성한 다음 사용 시 키에 따라 해당 잠금을 반환합니다. 이는 여러 구현 중 가장 간단하고 성능이 뛰어나며 최종적으로 채택된 잠금 전략이기도 합니다. 코드는
/** * 分段锁,系统提供一定数量的原始锁,根据传入对象的哈希值获取对应的锁并加锁 * 注意:要锁的对象的哈希值如果发生改变,有可能导致锁无法成功释放!!! */ public class SegmentLock<T> { private Integer segments = 16;//默认分段数量 private final HashMap<Integer, ReentrantLock> lockMap = new HashMap<>(); public SegmentLock() { init(null, false); } public SegmentLock(Integer counts, boolean fair) { init(counts, fair); } private void init(Integer counts, boolean fair) { if (counts != null) { segments = counts; } for (int i = 0; i < segments; i++) { lockMap.put(i, new ReentrantLock(fair)); } } public void lock(T key) { ReentrantLock lock = lockMap.get(key.hashCode() % segments); lock.lock(); } public void unlock(T key) { ReentrantLock lock = lockMap.get(key.hashCode() % segments); lock.unlock(); } }
을 기반으로 개발되었습니다. 위의 분할된 잠금 중 두 번째 잠금 전략은 진정한 세분화된 잠금을 달성하는 것을 목표로 합니다. 서로 다른 해시 값을 가진 각 객체는 자체적인 독립적인 잠금을 얻을 수 있습니다. 테스트에서 잠긴 코드가 매우 빠르게 실행될 때 효율성은 세그먼트 잠금보다 약 30% 느렸습니다. 장기적인 운영이 있다면 성능이 더 좋아질 것 같은 느낌이 듭니다. 코드는 다음과 같습니다:
public class HashLock<T> { private boolean isFair = false; private final SegmentLock<T> segmentLock = new SegmentLock<>();//分段锁 private final ConcurrentHashMap<T, LockInfo> lockMap = new ConcurrentHashMap<>(); public HashLock() { } public HashLock(boolean fair) { isFair = fair; } public void lock(T key) { LockInfo lockInfo; segmentLock.lock(key); try { lockInfo = lockMap.get(key); if (lockInfo == null) { lockInfo = new LockInfo(isFair); lockMap.put(key, lockInfo); } else { lockInfo.count.incrementAndGet(); } } finally { segmentLock.unlock(key); } lockInfo.lock.lock(); } public void unlock(T key) { LockInfo lockInfo = lockMap.get(key); if (lockInfo.count.get() == 1) { segmentLock.lock(key); try { if (lockInfo.count.get() == 1) { lockMap.remove(key); } } finally { segmentLock.unlock(key); } } lockInfo.count.decrementAndGet(); lockInfo.unlock(); } private static class LockInfo { public ReentrantLock lock; public AtomicInteger count = new AtomicInteger(1); private LockInfo(boolean fair) { this.lock = new ReentrantLock(fair); } public void lock() { this.lock.lock(); } public void unlock() { this.lock.unlock(); } } }
해시 잠금은 잠금 동기화를 보장하기 위해 분할된 잠금을 도입하기 때문에 항상 약간 결함이 있는 것처럼 느껴집니다. 그래서 더 나은 성능과 더 세분화된 잠금을 추구하기 위해 세 번째 잠금이 작성되었습니다. 이 잠금의 아이디어는 Java의 약한 참조를 사용하여 잠금을 생성하고 추가 소비를 피하기 위해 잠금 파괴를 JVM의 가비지 수집에 넘겨주는 것입니다.
ConcurrentHashMap을 잠금 컨테이너로 사용하기 때문에 분할 잠금을 실제로 제거할 수 없다는 점은 아쉽습니다. 이 잠금의 성능은 HashLock보다 약 10% 빠릅니다. 잠금 코드:
/** * 弱引用锁,为每个独立的哈希值提供独立的锁功能 */ public class WeakHashLock<T> { private ConcurrentHashMap<T, WeakLockRef<T, ReentrantLock>> lockMap = new ConcurrentHashMap<>(); private ReferenceQueue<ReentrantLock> queue = new ReferenceQueue<>(); public ReentrantLock get(T key) { if (lockMap.size() > 1000) { clearEmptyRef(); } WeakReference<ReentrantLock> lockRef = lockMap.get(key); ReentrantLock lock = (lockRef == null ? null : lockRef.get()); while (lock == null) { lockMap.putIfAbsent(key, new WeakLockRef<>(new ReentrantLock(), queue, key)); lockRef = lockMap.get(key); lock = (lockRef == null ? null : lockRef.get()); if (lock != null) { return lock; } clearEmptyRef(); } return lock; } @SuppressWarnings("unchecked") private void clearEmptyRef() { Reference<? extends ReentrantLock> ref; while ((ref = queue.poll()) != null) { WeakLockRef<T, ? extends ReentrantLock> weakLockRef = (WeakLockRef<T, ? extends ReentrantLock>) ref; lockMap.remove(weakLockRef.key); } } private static final class WeakLockRef<T, K> extends WeakReference<K> { final T key; private WeakLockRef(K referent, ReferenceQueue<? super K> q, T key) { super(referent, q); this.key = key; } } }
처음에는 locksupport와 AQS를 사용하여 세분화된 잠금을 구현하려고 했습니다. 이에 관해 글을 쓰고 나니 구현되는 내용이 크게 다르지 않다는 것을 알았습니다. Java의 기본 잠금이므로 포기했습니다. Java 자체 잠금의 캡슐화로 변경하는 데 많은 시간이 낭비되었습니다.
실제로 이러한 세분화된 잠금을 구현한 후 새로운 아이디어가 나타났습니다. 예를 들어 분할을 통해 데이터를 특수 스레드에 제출하여 처리할 수 있으며, 이를 통해 많은 스레드의 차단 시간을 줄이고 미래에 맡겨보세요…
위 내용은 Java에서 세분화된 잠금을 구현하는 세 가지 방법에 대한 자세한 샘플 코드의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!