并发数据结构是指多个线程同时访问同一数据结构时,能够保证数据结构的正确性和并发性的一类数据结构。在多线程编程中,使用并发数据结构可以避免数据竞争和死锁等问题,提高程序的并发性和性能。本文将介绍并发数据结构中的锁、CAS和STM三种机制。
一、锁
锁是一种最基本的并发控制机制,它通过在共享资源上加锁,使得只有一个线程能够访问该资源。在Java中,锁的实现方式有synchronized关键字和java.util.concurrent包中的Lock接口。锁机制的实现方式是,在访问共享资源的代码块前获取锁,执行完后释放锁。这样,其他线程就不能进入该代码块,直到锁被释放。
锁机制的优点是实现简单,适用于多线程访问同一共享资源的情况。但是,锁机制也存在着一些问题。比如,锁的粒度过大会造成性能问题,因为只有一个线程能够访问该资源,其他线程需要等待锁的释放。此外,锁的粒度过小也会影响性能,因为加锁和释放锁的开销很大。锁机制还存在死锁、饥饿等问题,需要开发人员进行细致的设计和调试。