【c 开发界面源码】【写源码教程】【蛮牛项目源码】读写锁 源码_读写锁源码分析

时间:2024-12-24 08:46:25 编辑:黑白网络源码 来源:wordpress手机pk源码

1.RocketMQ—NameServer总结及核心源码剖析
2.读写锁ReadWriteLock的读写实现原理
3.Java并发编程解析 | 基于JDK源码解析Java领域中并发锁之StampedLock锁的设计思想与实现原理 (三)
4.C++ shared_mutex应用以及源码解析
5.9.读写锁ReentrantReadWriteLock 的实现原理
6.AQS与ReentrantLock详解

读写锁 源码_读写锁源码分析

RocketMQ—NameServer总结及核心源码剖析

       一、NameServer介绍

       NameServer 是锁源为 RocketMQ 设计的轻量级名称服务,具备简单、码读集群横向扩展、写锁无状态特性和节点间不通信的源码特点。RocketMQ集群架构主要包含四个部分:Broker、分析c 开发界面源码Producer、读写Consumer 和 NameServer,锁源这些组件之间相互通信。码读

       二、写锁为什么要使用NameServer?

       当前有多种服务发现组件,源码如etcd、分析consul、读写zookeeper、锁源nacos等。码读然而,RocketMQ选择自研NameServer而非使用开源组件,原因在于特定需求和性能优化。

       三、NameServer内部解密

       NameServer主要功能在于管理路由数据,由Broker提供,并在内部进行处理。路由数据被Producer和Consumer使用。NameServer核心逻辑基于RouteInfoManager类,用于维护路由信息管理,提供注册/查询等核心功能。NameServer使用HashMap和ReentrantReadWriteLock读写锁来管理路由数据。

       四、结论

       作为RocketMQ的“大脑”,NameServer保存集群MQ路由信息,包括主题、Broker信息及监控Broker运行状态,为客户端提供路由能力。NameServer的核心代码围绕多个HashMap操作,包括Broker注册、客户端查询等。

读写锁ReadWriteLock的实现原理

       理解读写锁的实现原理,首先明确几个关键概念。读写锁,顾名思义,可以同时支持读操作和写操作。读操作可以并行,而写操作则具有独占性。读写锁内部使用一个状态变量(如state)来表示锁的写源码教程当前状态。

       读写锁提供了几个核心方法:getReadLockCount()、getReadHoldCount()、getWriteHoldCount()和isWriteLocked()。getReadLockCount()返回读锁的总数量,getReadHoldCount()表示当前线程持有读锁的次数,getWriteHoldCount()则为写锁的持有次数,isWriteLocked()判断当前锁是否处于写锁状态。

       实现原理源码分析:核心在于使用一个状态变量state来表示读写锁的状态。state的值可以是以下几种情况:0表示没有锁,1表示写锁,2表示读锁,3表示写锁与读锁同时存在。读锁和写锁之间存在兼容性,即写锁可以重入,读锁也同样可以重入。

       写锁的加锁操作,当尝试加锁时,检查state是否为0(无锁状态),如果是,则将state设置为1(写锁状态),并返回成功。如果state已为1或3,则说明已有写锁存在,无法再加写锁,直接返回失败。

       读锁的加锁操作,检查state是否为0(无锁状态)或2(已有读锁),如果是,则可成功加锁,将state设置为2(读锁状态),并返回成功。如果state为1(写锁状态)或3(写锁与读锁同时存在),则表示已有写锁存在,读锁无法加锁,返回失败。

       写锁与读锁的释放操作,都是将state设置回0,表示锁已经被释放。释放操作后,系统会自动检查是否有其他线程可以加锁。

       注意事项:在使用读写锁时,需要特别注意重入锁的情况。读锁和写锁都允许重入,蛮牛项目源码即线程可以多次加锁,但在加锁前应先检查state,避免不必要的操作。

       总结:读写锁的实现主要通过状态变量来管理锁的状态,通过方法调用控制锁的加锁和释放。理解状态变量的含义和操作方法是关键。在实际应用中,正确使用读写锁可以显著提高并发程序的性能。

       :深入学习Java并发编程,可以参考《Effective Java》、《Java Concurrency in Practice》等书籍,同时关注Java官方文档关于读写锁的说明。

Java并发编程解析 | 基于JDK源码解析Java领域中并发锁之StampedLock锁的设计思想与实现原理 (三)

       在并发编程领域,核心问题涉及互斥与同步。互斥允许同一时刻仅一个线程访问共享资源,同步则指线程间通信协作。多线程并发执行历来面临两大挑战。为解决这些,设计原则强调通过消息通信而非内存共享实现进程或线程同步。

       本文探讨的关键术语包括Java语法层面实现的锁与JDK层面锁。Java领域并发问题主要通过管程解决。内置锁的粒度较大,不支持特定功能,因此JDK在内部重新设计,引入新特性,实现多种锁。基于JDK层面的锁大致分为4类。

       在Java领域,AQS同步器作为多线程并发控制的基石,包含同步状态、等待与条件队列、独占与共享模式等核心要素。JDK并发工具以AQS为基础,实现各种同步机制。

       StampedLock(印戳锁)是基于自定义API操作的并发控制工具,改进自读写锁,特别优化读操作效率。印戳锁提供三种锁实现模式,支持分散操作热点与削峰处理。在JDK1.8中,通过队列削峰实现。

       印戳锁基本实现包括共享状态变量、等待队列、金花源码网站读锁与写锁核心处理逻辑。读锁视图与写锁视图操作有特定队列处理,读锁实现包含获取、释放方式,写锁实现包含释放方式。基于Lock接口的实现区分读锁与写锁。

       印戳锁本质上仍为读写锁,基于自定义封装API操作实现,不同于AQS基础同步器。在Java并发编程领域,多种实现与应用围绕线程安全,根据不同业务场景具体实现。

       Java锁实现与运用远不止于此,还包括相位器、交换器及并发容器中的分段锁。在并发编程中,锁作为实现方式之一,提供线程安全,但实际应用中锁仅为单一应用,提供并发编程思想。

       本文总结Java领域并发锁设计与实现,重点介绍JDK层面锁与印戳锁。文章观点及理解可能存在不足,欢迎指正。技术研究之路任重道远,希望每一份努力都充满价值,未来依然充满可能。

C++ shared_mutex应用以及源码解析

       在实际应用中,处理并发问题是开发实践中的一大挑战。当多个线程同时访问同一资源时,数据竞态问题便随之而来。为了解决此问题,互斥量(mutex)应运而生,它允许同一时刻只有一个线程访问临界资源,实现资源访问的排他性。

       当线程间的读写操作频率不一致时,常规的互斥量无法满足高效访问的需求。此时,共享互斥锁(shared_mutex)成为了解决方案,它允许多个线程同时读取资源,而写操作则需要独占资源。这尤其适用于读操作频繁而写操作不频繁的场景,能显著提升程序效率。机源码下载

       下面,我们通过代码实例来探讨共享互斥锁的使用。定义读写锁时,首先引入`std::shared_mutex`。通过`std::shared_lock`操作,可以以共享方式立即获取锁,或在构造时以独占方式上锁。锁的释放则在析构函数中完成。

       三个线程的示例代码展示了读写操作的并发执行。运行结果显示,读操作线程得到的临界资源值准确无误,证明了共享互斥锁在读操作并发时的正确性。然而,读操作线程的输出显示了一定程度的混乱,这并非共享互斥锁的问题,而是输出流操作的并发性导致的。

       深入源码解析,我们可以发现`std::shared_lock`和`std::unique_lock`的实现细节。两者均使用RAII技术进行锁管理,但共享锁允许以共享或独占方式获取锁,而独占锁仅允许独占获取。源码中展示了锁的上锁和解锁过程,以及内部状态管理,包括持有锁状态的判断和更新。

       共享互斥锁的底层实现基于`shared_mutex_base`类,通过一组成员变量和API封装了锁的管理逻辑。尝试加锁和解锁过程体现了锁的非阻塞特性。在进行锁的释放时,需要考虑共享持有状态,确保锁的正确释放。

       总结而言,共享互斥锁提供了高效且灵活的并发控制机制,适用于读操作频繁、写操作不频繁的场景。通过深入源码解析,我们能够更全面地理解锁的实现细节和工作原理,从而在实际开发中更加有效地应用共享互斥锁,解决并发问题。

9.读写锁ReentrantReadWriteLock 的实现原理

       了解读写锁之前,想象一下这样的场景:在多个线程中,频繁地进行读取和少量写入操作。如果使用传统的互斥锁,当多个线程同时读取时,虽然没有竞争,但锁仍然会被占用,造成资源浪费。这就是为什么引入读写锁的原因。

       ReentrantReadWriteLock 提供了readLock()和writeLock()方法,分别用于获取读锁和写锁,但这些方法获取的并不是实际的锁资源,而是锁对象。另外,getReadLockCount()和getWriteHoldCount()分别统计当前读锁和写锁的持有次数,isWriteLocked()用于判断写锁是否被占用。

       通过一个简单的代码演示,我们可以观察到三种可能的结果,这展示了读写锁在实际操作中的灵活性。回到实现原理,ReentrantReadWriteLock基于AQS框架,通过一个state变量管理读写状态。为了解决多种状态表示的问题,它将state变量拆分为多个位,每个位对应一种状态,如读锁和写锁。

       具体来说,写锁的获取和释放是这样的:

       获取写锁的源码:在满足条件后,写锁会被获取,并更新状态。

       释放写锁的源码:确保写锁被正确释放,不会导致死锁。

       读锁的获取和释放过程类似,但更为复杂,因为它允许线程在持有写锁后获取读锁,然后在读写操作完成后释放锁。这种机制被称为锁降级,以提高并发性能。

AQS与ReentrantLock详解

       J.U.C包中的Java.util.concurrent是一个强大的并发工具库,包含多种处理并发场景的组件,如线程池、队列和同步器等,由知名开发者Doug Lea设计。本文将深入讲解Lock接口及其关键实现ReentrantLock,它在并发编程中的重要性不可忽视,因为大部分J.U.C组件都依赖于Lock来实现并发安全。

       Lock接口的出现,弥补了synchronized在某些场景中的不足,提供了更灵活的并发控制。ReentrantLock作为Lock的一种实现,支持重入,即同一线程可以多次获取锁而不必阻塞。这种特性在处理多方法调用场景时避免了死锁问题。

       ReentrantReadWriteLock则允许读写操作并发进行,提高了读操作的并发性,避免了写操作对读写操作的阻塞,适用于读多写少的场景。在内存缓存示例中,读写锁通过HashMap以读写锁保护,确保并发访问的线程安全。

       ReentrantLock的实现核心是AQS(AbstractQueuedSynchronizer),它是Lock实现线程同步的核心组件。AQS提供了独占和共享锁两种功能,如ReentrantLock就基于AQS的独占模式。AQS内部维护了一个volatile状态变量,不同的实现类根据其具体需求定义其含义。

       ReentrantLock的源码分析中,我们看到lock()方法如何通过AQS的队列机制实现线程阻塞和唤醒。例如,NofairSync.lock展示了非公平锁的实现,涉及CAS(Compare and Swap)操作,保证了线程安全。Unsafe类在这其中发挥了关键作用,提供了低层次的内存操作,如CAS操作。

       总结来说,ReentrantLock和AQS是Java并发编程中的重要基石,通过理解它们的工作原理,可以更好地应对并发环境中的问题。

Linux 内核 rcu(顺序) 锁实现原理与源码解析

       RCU 的全称是 Read-Copy-Update,代表读取-复制-更新,作为 Linux 内核提供的一种免锁机制,它在锁实现方案中独树一帜。在面对自旋锁、互斥锁、信号量、读写锁、req 顺序锁等常规锁结构时,RCU 提供了另一种思路,追求在无需阻塞操作的前提下实现高效并发。

       RCU 通过链表操作实现了读写分离。在读任务执行时,可以安全地读取链表中的节点。然而,若写任务在此期间修改或删除节点,则可能导致数据不一致问题。因此,RCU 采用先读取后复制、再更新的策略,实现无锁状态下的高效读取。这与 Copy-On-Write 技术相似,先复制一份数据,对副本进行修改,完成后将修改内容覆盖原数据,从而达到高效、无阻塞的操作。

       图中展示了链表操作的细节,每个节点包含数据字段和 next 指针字段。在读任务读取节点 B 时,写任务 N 执行删除操作,导致 next 指针指向错误的节点,从而引发业务异常。此时,若采用互斥锁,则能够保证数据一致性,但系统性能会受到一定程度的影响。读写锁和 seq 锁虽然在一定程度上改善了性能,但仍存在一定的问题,如写者饥饿状态或读者阻塞。

       RCU 的实现旨在避免以上问题,让读任务直接获取锁,无需像 seq 锁那样进行重试,也不像读写锁和互斥锁那样完全阻塞读操作。RCU 通过在读任务完成后再删除节点,实现先修改指针,保留副本,注册回调,等待读任务释放副本,最后删除副本的过程。这种机制使得读任务无需阻塞等待写任务,有效提高了系统性能。

       内核源码中,RCU 通过 `rcu_assign_pointer` 修改指针,`synchronize_kernel` 等待所有读任务完成,而读任务则通过 `rcu_read_lock`、`rcu_read_unlock` 和 `rcu_dereference` 来上锁、解锁和获取引用值。这种设计在一定程度上借鉴了垃圾回收机制,通过写者修改引用并保留副本,待所有读任务完成后删除副本,从而实现高效、并发的操作。在 `rcu_read_lock` 中,禁止抢占确保了所有读任务完成后才释放锁,开启抢占,这为读任务提供了宽限期,等待所有任务完成。

       总之,RCU 作为一种创新的锁实现机制,通过链表操作和读写分离策略,为 Linux 内核提供了一种高效、无阻塞的并发控制方式。其源码解析展示了如何通过内核函数实现读取-复制-更新的机制,以及如何通过宽限期确保数据一致性,从而在保证性能的同时,提供了一种优雅的并发控制解决方案。

张图解析ReentrantReadWriteLock源码

       今天,我们深入探讨ReentrantReadWriteLock源码,解析其内部结构与工作原理。文章分为多个部分,逐一剖析读写锁的创建、获取与释放过程。

       读写锁规范与实现

       ReentrantReadWriteLock(简称RRW)作为读写锁,其核心功能在于控制并发访问的读与写操作。为了规范读写锁的使用,RRW首先声明了ReadWriteLock接口,并通过ReadLock与WriteLock实现接口,确保读锁与写锁的正确操作。

       为了实现锁的基本功能,WriteLock与ReadLock都继承了Lock接口。这些类内部依赖于AQS(AbstractQueuedSynchronizer)抽象类,AQS为加锁和解锁过程提供了统一的模板函数,简化了锁实现的复杂性。

       核心组件与流程

       AQS提供了一套多线程访问共享资源的同步模板,包括tryAcquire、release等核心抽象函数。WriteLock与ReadLock通过继承Sync类,实现了AQS中的tryAcquire、release(写锁)和tryAcquireShared、tryReleaseShared(读锁)函数。

       Sync类在ReentrantReadWriteLock中扮演关键角色,它不仅实现了AQS的抽象函数,还通过位运算优化了读写锁状态的存储,减少了资源消耗。此外,Sync类还定义了HoldCounter与ThreadLocalHoldCounter,进一步管理锁的状态与操作。

       公平与非公平策略

       为了适应不同场景的需求,ReentrantReadWriteLock支持公平与非公平策略。通过Sync类的FairSync与NonfairSync子类,实现了读锁与写锁的阻塞控制。公平策略确保了线程按顺序获取锁,而非公平策略允许各线程独立竞争。

       全局图与细节解析

       文章最后,构建了一张全局图,清晰展示了ReentrantReadWriteLock的各个组件及其相互关系。通过深入细节,分别解释了读写锁的创建、获取与释放过程。以Lock接口的lock与unlock方法为主线,追踪了从Sync类出发的实现路径,包括tryAcquire、tryRelease等核心函数,以及它们在流程图中的表现。

       总结,ReentrantReadWriteLock通过继承AQS并扩展公平与非公平策略,实现了高效、灵活的读写锁功能。通过精心设计的Sync类及其相关组件,确保了多线程环境下的并发控制与资源访问优化。深入理解其内部实现,有助于在实际项目中更好地应用读写锁,提升并发性能与系统稳定性。

搜索关键词:论文源码怎么查找