Java의 잠금--JUC 패키지의 동기화 잠금 및 잠금

이 글은 주로 Java 동시성 잠금 관련 정보를 자세히 소개하고 있으며, 관심 있는 친구는 참고할 수 있습니다.

자바에 잠금이 추가되는 시기에 따라, Java의 잠금은 분할될 수 있습니다. "동기화 잠금" 및 "JUC 패키지 잠금"으로 변경됩니다.

동기화 잠금

　 즉, 동기화된 키워드를 통해 동기화를 수행하여 경쟁 리소스에 대한 상호 배타적인 액세스를 달성합니다. 동기화 잠금은 이미 Java 1.0에서 지원됩니다.

　동기화 잠금의 원칙은 각 객체에 대해 단 하나의 동기화 잠금만 존재하며, 서로 다른 스레드가 동기화 잠금에 공동으로 액세스할 수 있다는 것입니다. 그러나 동시에 동기화 잠금은 하나의 스레드에서만 획득할 수 있으며 획득할 수 있습니다. 이러한 방식으로 동기화 잠금을 얻은 스레드는 CPU에 의해 예약되고 CPU에서 실행될 수 있습니다. 동기화 잠금을 얻지 못한 스레드는 계속 실행되기 전에 동기화 잠금을 얻을 때까지 기다려야 합니다. 이것이 동기화 잠금을 통한 멀티스레드 동기화의 원리입니다!

JUC 패키지의 잠금 장치

동기화 잠금 장치에 비해 JUC 패키지의 잠금 장치는 더 강력하지만 잠금 장치에 대한 프레임워크를 제공하므로 잠금 장치를 보다 유연하게 사용할 수 있습니다. 사용법이 더 어렵습니다.

　JUC 패키지의 잠금에는 Lockinterface, ReadWriteLock 인터페이스, LockSupport 차단 기본 요소, Condition, AbstractOwnableSynchronizer/AbstractQueuedSynchronizer/AbstractQueuedLongSynchronizer 세 가지 추상 클래스, ReentrantLock 독점 잠금, ReentrantReadWriteLock 읽기-쓰기 잠금이 포함됩니다. CountDownLatch, CyclicBarrier 및 Semaphore도 AQS를 통해 구현되므로 잠금 프레임워크에도 소개하겠습니다.

먼저 아래와 같이 자물쇠의 프레임 다이어그램을 살펴보겠습니다.

01. 잠금 인터페이스

JUC 패키지의 잠금 인터페이스는 다양한 의미(재진입, 공정성 등)를 가진 잠금 규칙을 지원합니다. 소위 다른 의미론은 잠금에 "공정한 메커니즘 잠금", "불공정한 메커니즘 잠금", "재진입 잠금" 등이 포함될 수 있음을 의미합니다. "공정한 메커니즘"은 "서로 다른 스레드가 잠금을 획득하는 메커니즘이 공평하다"를 의미하고, "불공평한 메커니즘"은 "서로 다른 스레드가 잠금을 획득하는 메커니즘이 불공평하다"를 의미하며, "재진입 잠금"은 동일한 잠금이 가능함을 의미합니다. 스레드에 의해 여러 번 획득됩니다.

02. ReadWriteLock

　ReadWriteLock 인터페이스는 Lock과 유사한 방식으로 리더가 공유하고 작성자가 배타할 수 있는 일부 잠금을 정의합니다. JUC 패키지의 단 하나의 클래스인 ReentrantReadWriteLock은 대부분의 표준 사용 컨텍스트에 적합하므로 이 인터페이스를 구현합니다. 그러나 프로그래머는 비표준 요구 사항에 적합한 자체 구현을 만들 수 있습니다.

03.AbstractQueuedSynchronizer/AbstractQueuedLongSynchronizer

AbstractQueuedSynchronizer는 AQS라는 클래스이며 대기열 차단 스레드에 의존하는 잠금 및 기타 동기화 장치를 정의하는 데 사용할 수 있는 매우 유용한 슈퍼 클래스입니다. ; 재진입 잠금 , ReentrantReadWriteLock, CountDownLatch, CyclicBarrier 및 Semaphore는 모두 AQS 클래스를 기반으로 구현됩니다. AbstractQueuedLongSynchronizer 클래스는 동일한 기능을 제공하지만 64비트 동기화 상태에 대한 지원을 확장합니다. 둘 다 AbstractOwnableSynchronizer 클래스(현재 독점 동기화를 유지하는 스레드를 추적하는 데 도움이 되는 간단한 클래스)를 확장합니다.

04. LockSupport

LockSupport는 "잠금 생성" 및 "다른 동기화 클래스에 대한 기본 스레드 차단 기본 요소"를 제공합니다.

　LockSupport의 기능은 "Thread의 Thread.suspend() 및 Thread.resume()"과 다소 유사합니다. LockSupport의 park() 및 unpark() 기능은 각각 스레드를 차단하고 스레드를 차단 해제하는 것입니다. 그러나 park() 및 unpark()에서는 "Thread.suspens 및 Thread.resume으로 인해 발생할 수 있는 교착 상태" 문제가 발생하지 않습니다.

05.상태

　Condition은 Lock과 함께 사용해야 합니다. 해당 기능은 Objectmonitor 메서드를 대체하는 것입니다. wait() 및 signal()을 통해 스레드를 잠자기/깨우기할 수 있습니다.
Condition 인터페이스는 잠금과 연관될 수 있는 조건 변수를 설명합니다. 이러한 변수는 Object.wait를 사용하여 액세스되는 암시적 모니터와 사용법이 유사하지만 더 강력한 기능을 제공합니다. 단일 잠금이 여러 조건 개체와 연결될 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 호환성 문제를 방지하기 위해 조건 메서드 이름은 해당 개체 버전의 이름과 다릅니다.

06.ReentrantLock

ReentrantLock은 전용 잠금 장치입니다. 소위 배타적 잠금은 자신만이 점유할 수 있는 잠금, 즉 동일한 시점에 하나의 스레드 잠금으로만 획득할 수 있는 잠금을 의미합니다. ReentrantLock 잠금에는 "fair ReentrantLock" 및 "unfair ReentrantLock"이 포함됩니다. "Fair ReentrantLock"은 "다른 스레드가 잠금을 획득하는 메커니즘이 공평하다"를 의미하고, "unfair ReentrantLock"은 "다른 스레드가 잠금을 획득하는 메커니즘이 불공평함"을 의미하며 ReentrantLock은 "재진입 잠금"을 의미합니다.

　ReentrantLock의 UML 클래스 다이어그램은 다음과 같습니다.

　 (01) ReentrantLock은 Lock 인터페이스를 구현합니다.
　(02) ReentrantLock에는 sync 멤버 변수가 있으며, sync는 Sync 유형입니다. Sync는 추상 클래스이며 AQS에서 상속됩니다.
　(03) ReentrantLock에는 "공정한 잠금 클래스" FairSync와 "불공정한 잠금 클래스" NonfairSync가 있는데, 둘 다 Sync의 하위 클래스입니다. ReentrantReadWriteLock의 동기화 개체는 FairSync 및 NonfairSync 중 하나입니다. 이는 또한 ReentrantLock이 "공정한 잠금" 또는 "불공정한 잠금" 중 하나임을 의미합니다.

07. ReentrantReadWriteLock

ReentrantReadWriteLock은 ReadLock 및 WriteLock 하위 클래스를 포함하는 읽기-쓰기 잠금 인터페이스 ReadWriteLock의 구현 클래스입니다. ReentrantLock은 공유 잠금이고 WriteLock은 배타적 잠금입니다.

　ReentrantReadWriteLock의 UML 클래스 다이어그램은 다음과 같습니다.

(01) ReentrantReadWriteLock은 ReadWriteLock 인터페이스를 구현합니다.
　(02) ReentrantReadWriteLock에는 동기화 개체, 읽기 잠금 readerLock 및 쓰기 잠금writerLock이 포함됩니다. 읽기 잠금 ReadLock과 쓰기 잠금 WriteLock은 모두 Lock 인터페이스를 구현합니다.
　(03) "ReentrantLock"과 마찬가지로 sync는 Sync 유형입니다. 게다가 Sync도 AQS에서 상속된 추상 클래스입니다. 동기화에는 "공정한 잠금" FairSync 및 "불공정한 잠금" NonfairSync도 포함됩니다.

08.CountDownLatch

　CountDownLatch는 다른 스레드에서 수행되는 일련의 작업을 완료하기 전에 하나 이상의 스레드가 대기할 수 있도록 하는 동기화 도우미 클래스입니다.
　CountDownLatch의 UML 클래스 다이어그램은 다음과 같습니다.

　CountDownLatch에는 동기화 개체가 포함되어 있으며 sync는 동기화 유형입니다. CountDownLatch의 Sync는 AQS에서 상속된 인스턴스 클래스입니다.

09. CyclicBarrier

　 CyclicBarrier는 스레드 그룹이 공통 장벽 지점에 도달할 때까지 서로 기다릴 수 있도록 하는 동기화 보조 클래스입니다. 이 장벽은 대기 중인 스레드가 해제된 후에 재사용될 수 있으므로 루프 장벽이라고 합니다.

CyclicBarrier의 UML 클래스 다이어그램은 다음과 같습니다.

CyclicBarrier에는 "ReentrantLock 객체 잠금"과 "조건 객체 트립"이 포함되어 있으며 이는 배타적 잠금을 통해 구현됩니다.
　CyclicBarrier와 CountDownLatch의 차이점은 다음과 같습니다.
　(01) CountDownLatch의 기능은 1개 또는 N개의 스레드가 다른 스레드가 실행을 완료할 때까지 기다리도록 하는 반면 CyclicBarrier는 N개의 스레드가 서로를 기다리도록 허용하는 것입니다.
　(02) CountDownLatch의 카운터는 재설정할 수 없으며 CyclicBarrier의 카운터는 재설정하여 사용할 수 있으므로 순환 장벽이라고 합니다.

10. 세마포어

세마포어는 계산 세마포어이며 그 본질은 "공유 잠금"입니다.

　세마포어는 세마포 권한 집합을 유지합니다. 스레드는 acquire()를 호출하여 세마포의 권한을 얻을 수 있습니다. 세마포에 사용 가능한 권한이 있으면 스레드는 권한을 얻을 수 있습니다. 그렇지 않으면 스레드는 사용 가능한 권한이 있을 때까지 기다려야 합니다. 스레드는 release()를 통해 보유하고 있는 세마포어 라이센스를 해제할 수 있습니다.

　Semaphore의 UML 클래스 다이어그램은 다음과 같습니다.

"ReentrantLock"과 마찬가지로 Semaphore에는 동기화 개체가 포함되어 있으며 sync는 Sync 유형이기도 하며 Sync도 AQS에서 상속된 추상 클래스입니다. 동기화에는 "공정한 세마포" FairSync 및 "불공정한 세마포" NonfairSync도 포함됩니다.

위 내용은 Java의 잠금--JUC 패키지의 동기화 잠금 및 잠금의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!