Java中有哪些锁？
锁的名词
- 公平锁/非公平锁
- 可重入锁
- 独享锁/共享锁
- 互斥锁/读写锁
- 乐观锁/悲观锁
- 分段锁
- 偏向锁/轻量级锁/重量级锁
- 自旋锁
这些分类并不是全是指锁的状态，有的指锁的特性，有的指锁的设计
1. 公平锁/非公平锁
- 公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁
- 非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，
- 有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁
- 有可能，会造成优先级反转或者饥饿现象
- 对于ReentrantLock而言，
- 通过构造函数指定该锁是否是公平锁，
- 默认是非公平锁。
- 非公平锁的优点 在于吞吐量比公平锁大。
- 对Synchronized而言，是一种非公平锁
- 并不像ReentrantLock是通过AQS（抽象队列同步器）来实现 线程调度。
- 所以没办法使其变成公平锁。
2. 可重入锁。
- 可重入锁又名递归锁，
- 是指在同一个线程在外层方法获取锁的时候，
- 在进入内层方法会自动获取锁。
- 对于ReentrantLock而言，是一个可重入锁，名字是Reentrant Lock 重新进入锁。
- 对于Synchronized而言，也是一个可重入锁。可重入锁的好处是可一定程度避免死锁。
// 修饰实例方法：锁的是 当前对象（this）
synchronized void setA() throws Exception{
Thread.sleep(1000);
setB();
}
synchronized void setB() throws Exception{
Thread.sleep(1000);
}
上面的代码就是一个可重入锁的一个特点，如果不是可重入锁的话，setB不会被当前线程执行，可能造成死锁。
3. 独享锁/共享锁
- 独享锁是指锁一次只能被一个线程所持有。
- 共享锁是指该锁可被多个线程所持有
- ReentrantLock是独享锁
- Lock的另一个实现类 ReadWriteLock，其读锁是共享锁，写锁是独享锁。
- 读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的，读写，写读，写写的过程是互斥的
- 独享锁与共享锁是通过AQS来实现的，通过实现不同的方法，来实现独享或者共享。
- 对于Synchronized而言，是独享锁。
4. 互斥锁/读写锁
独享锁/共享锁是一种广义的说法，互斥锁/读写锁就是具体的实现。
- 互斥锁在Java中的具体实现就是ReentrantLock
- 读写锁在Java中的具体实现是 ReadWriteLock
5. 乐观锁/悲观锁
乐观锁与悲观锁不是指具体的什么类型的锁，而是指看待并发同步的角度。
悲观锁
认为对于同一个数据的并发操作，一定是会发生修改的，哪怕没有修改，也会认为修改。
- 因此对于同一个数据的并发操作，悲观锁采取加锁的形式。
- 悲观的认为，不加锁的并发操作一定会出问题。
乐观锁
乐观锁认为对于同一个数据的并发操作，是不会发生修改的。
- 在更新数据的时候，会采用尝试更新，
总结
- 悲观锁适合写操作非常多的场景
- 乐观锁适合读操作非常多的场景，不加锁会带来大量的性能提升。
- 悲观锁在Java中的使用，就是利用各种锁
- 乐观锁在Java中的使用，是无锁编程，例如CAS算法，典型的例子原子类，通过CAS自旋，实现原子操作的更新。
什么是CAS自旋锁
CAS 自旋锁结合了上述两者的特点，其工作流程如下：
- 线程尝试通过 CAS 操作获取锁。
- 如果获取成功，进入临界区；否则，进入自旋状态。
- 在自旋过程中，线程不断尝试通过 CAS 操作获取锁，直到成功为止。
6. 分段锁
分段锁是一种锁的设计，并不是具体的一种锁，对于ConcurrentHashMap而言，其并发的实现通过分段锁的形式来实现高效的并发操作。
- 我们以ConcurrenthashMap来说一下分段锁的含义以及设计思想，
- ConcurrentHashMap中的分段锁 称为Segment，它类似于HashMap的结构，
- 内部拥有一个Entry数组，数组中的每个元素又是一个链表，同时又是一个ReentrantLock（Segment继承了ReentrantLock）
- 当需要put元素的时候，不是对整个HashMap进行加锁，
- 而是先通过HashCode来知道它要放在哪一 分段中，然后对这个分段进行加锁。
- 所以当多线程put的时候，只要不是放在一个分段中，就实现了真正的并行的插入。
- 但是，在统计size的时候，就是获取HashMap全局信息的时候，就需要获取所有的分段锁才能统计。
- 分段锁的设计目的是细化锁的粒度，当操作不需要更新整个数组的时候，就仅仅针对数组中的一项进行 加锁操作。
7. 偏向锁/轻量级锁/重量级锁
这三种锁是指锁的状态，并且是针对Synchronized。在Java 5 通过引入锁升级的机制来实现高效 Synchronized。 这三种锁的状态是 通过对象监视器在对象头中的字段来表明的。
偏向锁
指一段同步代码一直被一个线程所访问，那么该线程会自动获取锁。降低获取锁的代价。
轻量级锁
当锁是偏向锁的时候，被另一个线程所访问，偏向锁就会升级为轻量级锁，
- 其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁，不会阻塞，提高性能。
重量级锁
当锁为轻量级锁的时候，另一个线程虽然是自旋，
- 但自旋不会一直持续下去，当自旋一定次数的时候，还没有获取到锁，就会进入阻塞
- 该锁膨胀为重量级锁，
- 重量级锁会让其他申请的线程进入阻塞，性能降低。
8. 自旋锁
- 在Java中，自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞，而是采取循环的方式尝试获取锁
- 好处减少线程上下文的消耗，缺点是循环会消耗cpu
浙公网安备 33010602011771号