0

0

Java中什么是无锁编程_Java无锁并发策略与适用条件说明

P粉602998670

P粉602998670

发布时间:2025-12-20 10:11:02

|

108人浏览过

|

来源于php中文网

原创

无锁编程是Java中通过CAS等原子操作实现线程安全的方式,避免阻塞与死锁,适用于读多写少、临界区短的场景;需谨慎处理ABA问题、内存模型及重排序,非万能方案。

java中什么是无锁编程_java无锁并发策略与适用条件说明

无锁编程(Lock-Free Programming)在 Java 中指不依赖 synchronizedReentrantLock 等阻塞式锁机制,而是通过原子操作(如 CAS)和不可变设计实现线程安全的并发编程方式。它的核心目标是避免线程挂起、上下文切换和死锁风险,提升高竞争场景下的吞吐量与响应性。

无锁的核心实现手段:CAS 与原子类

Java 的无锁编程主要依托 java.util.concurrent.atomic 包中的原子类型(如 AtomicIntegerAtomicReference)及其底层的 CAS(Compare-And-Swap)指令。CAS 是 CPU 提供的原子指令,能以“检查-更新”一步完成,失败则重试,不阻塞线程。

  • CAS 操作天然无锁、无等待(wait-free 或 lock-free),但可能因反复重试带来 ABA 问题或开销——可用 AtomicStampedReference 带版本戳缓解
  • ConcurrentHashMap(JDK 8+)内部大量使用 CAS + volatile + 分段控制,增删查操作多数路径不加锁
  • 自定义无锁结构(如无锁、无锁队列)需谨慎设计内存可见性与重排序边界,常配合 UnsafeVarHandle(JDK 9+)

无锁 ≠ 无竞争,适用场景有明确边界

无锁不是万能银弹,它在特定条件下优势明显,但滥用反而降低性能或引入复杂 bug。

  • 适合读多写少、竞争强度中等、临界区极短的场景(如计数器、状态标志、轻量级生产者-消费者缓冲)
  • 不适合长耗时操作嵌入 CAS 循环(例如在 retry 循环里做 I/O 或复杂计算),会导致 CPU 空转和不公平性
  • 对内存模型理解要求高:必须正确使用 volatilefinalVarHandle 的内存语义,否则可能因重排序或缓存不一致导致逻辑错误

有锁、无等待(Wait-Free)的区别要分清

Lock-free 是一种非阻塞保证:系统整体总在向前推进(即至少有一个线程能在有限步内完成操作),但单个线程可能无限重试;而 wait-free 更强,保证每个线程都能在有限步内完成自己的操作。

GradPen论文
GradPen论文

GradPen是一款AI论文智能助手,深度融合DeepSeek,为您的学术之路保驾护航,祝您写作顺利!

下载

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

  • Java 标准库中绝大多数原子类属于 lock-free,而非 wait-free(例如 AtomicInteger.incrementAndGet() 在高冲突下可能循环多次)
  • 真正 wait-free 的结构在 Java 中极少,通常需硬件支持(如双字 CAS)或牺牲空间换时间(如带辅助数组的无锁队列)
  • 别把“没写 synchronized”就当成无锁——如果用了 ReentrantLock.tryLock() 循环重试,仍属基于锁的忙等待,不算 lock-free

基本上就这些。无锁编程不是为了炫技,而是为解决特定瓶颈服务的。用对了,它让并发更轻快;用错了,比加锁还难调试。关键在权衡场景、理解原子语义、守住临界区简洁性。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
c++中volatile关键字的作用
c++中volatile关键字的作用

本专题整合了c++中volatile关键字的相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

69

2025.10.23

堆和栈的区别
堆和栈的区别

堆和栈的区别:1、内存分配方式不同;2、大小不同;3、数据访问方式不同;4、数据的生命周期。本专题为大家提供堆和栈的区别的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

395

2023.07.18

堆和栈区别
堆和栈区别

堆(Heap)和栈(Stack)是计算机中两种常见的内存分配机制。它们在内存管理的方式、分配方式以及使用场景上有很大的区别。本文将详细介绍堆和栈的特点、区别以及各自的使用场景。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章欢迎大家前来学习阅读。

575

2023.08.10

线程和进程的区别
线程和进程的区别

线程和进程的区别:线程是进程的一部分,用于实现并发和并行操作,而线程共享进程的资源,通信更方便快捷,切换开销较小。本专题为大家提供线程和进程区别相关的各种文章、以及下载和课程。

502

2023.08.10

Python 自然语言处理(NLP)基础与实战
Python 自然语言处理(NLP)基础与实战

本专题系统讲解 Python 在自然语言处理(NLP)领域的基础方法与实战应用,涵盖文本预处理(分词、去停用词)、词性标注、命名实体识别、关键词提取、情感分析,以及常用 NLP 库(NLTK、spaCy)的核心用法。通过真实文本案例,帮助学习者掌握 使用 Python 进行文本分析与语言数据处理的完整流程,适用于内容分析、舆情监测与智能文本应用场景。

10

2026.01.27

拼多多赚钱的5种方法 拼多多赚钱的5种方法
拼多多赚钱的5种方法 拼多多赚钱的5种方法

在拼多多上赚钱主要可以通过无货源模式一件代发、精细化运营特色店铺、参与官方高流量活动、利用拼团机制社交裂变,以及成为多多进宝推广员这5种方法实现。核心策略在于通过低成本、高效率的供应链管理与营销,利用平台社交电商红利实现盈利。

109

2026.01.26

edge浏览器怎样设置主页 edge浏览器自定义设置教程
edge浏览器怎样设置主页 edge浏览器自定义设置教程

在Edge浏览器中设置主页,请依次点击右上角“...”图标 > 设置 > 开始、主页和新建标签页。在“Microsoft Edge 启动时”选择“打开以下页面”,点击“添加新页面”并输入网址。若要使用主页按钮,需在“外观”设置中开启“显示主页按钮”并设定网址。

16

2026.01.26

苹果官方查询网站 苹果手机正品激活查询入口
苹果官方查询网站 苹果手机正品激活查询入口

苹果官方查询网站主要通过 checkcoverage.apple.com/cn/zh/ 进行,可用于查询序列号(SN)对应的保修状态、激活日期及技术支持服务。此外,查找丢失设备请使用 iCloud.com/find,购买信息与物流可访问 Apple (中国大陆) 订单状态页面。

131

2026.01.26

npd人格什么意思 npd人格有什么特征
npd人格什么意思 npd人格有什么特征

NPD(Narcissistic Personality Disorder)即自恋型人格障碍,是一种心理健康问题,特点是极度夸大自我重要性、需要过度赞美与关注,同时极度缺乏共情能力,背后常掩藏着低自尊和不安全感,影响人际关系、工作和生活,通常在青少年时期开始显现,需由专业人士诊断。

7

2026.01.26

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Kotlin 教程
Kotlin 教程

共23课时 | 2.9万人学习

C# 教程
C# 教程

共94课时 | 7.7万人学习

Java 教程
Java 教程

共578课时 | 52.1万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号