【锁】详解区分 互斥锁、⾃旋锁、读写锁、乐观锁、悲观锁
锁
今天看了下常见的几种锁：
互斥锁、⾃旋锁、读写锁、乐观锁、悲观锁，总结一下
互斥锁和自旋锁
最底层的就是互斥锁和自旋锁，有很多⾼级的锁都是基于它们实现的
加锁的⽬的就是保证共享资源在任意时间⾥，只有⼀个线程访问，这样就可以避免多线程导致共享数据错乱的问题
互斥锁和⾃旋锁的区别就是对于加锁失败后的处理⽅式是不⼀样的：
- 互斥锁加锁失败后，线程会释放CPU，给其他线程。加锁的代码就会被阻塞。
- 自旋锁加锁失败后，线程会忙等待，也就是一直请求加锁，直到它拿到锁
也就是当加锁失败时，互斥锁⽤「线程切换」来应对，⾃旋锁则⽤「忙等待」来应对。
如图
所以，互斥锁加锁失败，会从用户态陷入到内核态，让内核帮我们切换线程，这会有两次线程上下文切换的成本，具有一定的性能开销：
- 当线程加锁失败时，内核会把线程的状态从
运行状态设置为睡眠状态，然后把CPU切换给其他线程运行 - 当锁被释放时，之前
睡眠状态的线程会变为就绪状态，然后内核会在合适时间，把CPU切换给该线程运行
因为虚拟内存是共享的，这里上下文切换的是线程私有数据、寄存器等不共享的数据
所以如果代码运行时间很短，可以考虑不用互斥锁，而是选用自旋锁
自旋锁是通过CPU提供的CAS函数数（Compare And Swap），在用户态完成加锁和解锁操作，不会主动产生线程上下文切换，所以相比较互斥锁来说，会快一点，开销也小一点
⼀般加锁的过程，包含两个步骤：
第⼀步，查看锁的状态，如果锁是空闲的，则执⾏第⼆步；
第⼆步，将锁设置为当前线程持有；
CAS函数就把这两步骤合并成一条硬件级指令，形成原子指令
读写锁
读写锁由读锁和写锁两部分构成，如果只读共享资源用读锁加锁，如果需要修改共享资源则用写锁加锁
工作原理：
当写锁没有被线程持有时，多个线程可以并发地持有读锁，但是当写锁被线程持有后，其他线程获取读锁和写锁的操作都会阻塞
读写锁在读多写少的场景，能发挥出优势
根据实现的不同分为读优先锁和写优先锁
读优先锁：
写优先锁：
但是这两种都会造成线程“饥饿”的问题，比如
读优先锁：一直有读线程获取读锁，那么写线程将永远获取不到，造成写线程“饥饿”。
写优先锁：如果⼀直有写线程获取写锁，读线程也会被「饿死」。
所以我们可以搞一个公平读写锁
公平读写锁⽐较简单的⼀种⽅式是：⽤队列把获取锁的线程排队，不管是写线程还是读线程都按照先进先出的原则加锁即可，这样读线程仍然可以并发，也不会出现「饥饿」的现象。
乐观锁 悲观锁
悲观锁：认为多线程同时修改共享资源的概率⽐较⾼，于是很容易出现冲突，所以访问共享资源前，先要上锁。
前⾯提到的互斥锁、⾃旋锁、读写锁，都是属于悲观锁。
乐观锁：假定冲突的概率很低，它的⼯作⽅式是：先修改完共享资源，再验证这段时间内有没有发⽣冲突，如果没有其他线程在修改资源，那么操作完成，如果发现有其他线程已经修改过这个资源，就放弃本次操作。另外虽然叫锁，但是乐观锁全程并没有加锁，所以它也叫⽆锁编程。
一般会使用版本号机制或CAS算法实现
