2022.8.21 各种锁理解

21、各种锁理解

1、公平锁和非公平锁：

公平锁:非常公平，不能够插队，必须先来后到!FIFO

非公平锁:非常不公平，可以插队（默认都是非公平)

2、可重入锁

递归锁

 

 

可重入锁synchronized 版本

 package com.xing.lock;
 ​
 //Synchorized
 public class Demo01 {
     public static void main(String[] args) {
         Phone phone = new Phone();
         new Thread(()->{
             phone.sms();
         },"a").start();
         new Thread(()->{
             phone.sms();
         },"b").start();
 ​
     }
 }
 class Phone{
     public synchronized void sms(){
         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "sms");
         call(); //这里也有锁(sms锁 里面的call锁)
     }
     public synchronized void call(){
         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "call");
     }
 }
 ​

 

 

可重入锁Lock版本（递归锁 ）

 package com.xing.lock;
 ​
 import java.util.concurrent.locks.Lock;
 import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
 ​
 public class Demo02 {
     public static void main(String[] args) {
         Phone2 phone = new Phone2();
         new Thread(()->{
             phone.sms();
         },"a").start();
         new Thread(()->{
             phone.sms();
         },"b").start();
 ​
     }
 }
 class Phone2{
     Lock lock = new ReentrantLock();
     public void sms(){
         lock.lock();//细节问题 第一把锁
         //lock锁必须配对否则就会死在里面
         try {
             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "sms");
             call(); //这里也有锁(sms锁 里面的call锁)
         } catch (Exception e) {
             e.printStackTrace();
         }finally {
             lock.unlock();
         }
 ​
     }
     public synchronized void call(){
         lock.lock();//第二把锁
         try {
             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "call");
         } catch (Exception e) {
             e.printStackTrace();
         }finally {
             lock.unlock();
         }
 ​
 ​
     }
 }
 ​

 

 

总结：两个锁只要获得外面的锁之后，就能够拿到里面的锁，Lock和synchronized 的区别在需要手动释放锁，并且枷锁的次数和释放的次数要一样

3、自旋锁( spinlock )

不断尝试直到成功为止

 

 

自己创建一个自己的锁用CAS完成

 package com.xing.lock;
 ​
 import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
 ​
 //自己写的自旋锁
 public class SpinlockDemo {
     //Thread null
     AtomicReference<Thread> atomicReference = new AtomicReference();
 ​
     // 加锁
     public void myLock() {
         Thread thread = Thread.currentThread();
         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>mylock");
         //自旋锁
         while (!atomicReference.compareAndSet(null, thread)) {
 ​
         }
     }
     // 解锁
     public void myUnLock() {
         Thread thread = Thread.currentThread();
         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>myunlock");
         atomicReference.compareAndSet(thread, null);
     }
 }
 ​
 ​

然后去用线程调用

 package com.xing.lock;
 ​
 import java.util.concurrent.TimeUnit;
 ​
 public class TestSpinlock {
     public static void main(String[] args) {
         /*ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();
         reentrantLock.lock();
         reentrantLock.unlock();*/
         
         //底层的是自旋锁CAS实现的
         SpinlockDemo spinlockDemo = new SpinlockDemo();
 ​
         new Thread(()->{
             spinlockDemo.myLock();
             try {
                 TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }finally {
                 spinlockDemo.myUnLock();
             }
         },"T1").start();
 ​
         //T1获得锁，T2一直在自旋。T1解锁后，T2才获得锁结束自旋
         new Thread(()->{
             spinlockDemo.myLock();
             try {
                 TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }finally {
                 spinlockDemo.myUnLock();
             }
         },"T2").start();
 ​
 ​
     }
 }
 ​

总结：B线程这里一定会等待T1完成比较交换这个时候自旋锁里已经被A占着了（自旋锁条件：线程不为空及自转）所以B线程会一直自旋到A线程完成CAS的比较交换完成才不在进行自旋操作再进入到myunlock里完成解锁操作

优点：

自旋锁不会使线程状态发生切换，一直处于用户态，即线程一直都是active的；不会使线程进入阻塞状态，减少了不必要的上下文切换，执行速度快。

缺点：

如果某个线程持有锁的时间过长，就会导致其它等待获取锁的线程进入循环等待，消耗CPU。使用不当会造成CPU使用率极高。

上面Java实现的自旋锁不是公平的，即无法满足等待时间最长的线程优先获取锁。不公平的锁就会存在“线程饥饿”问题。

4、死锁

死锁测试，怎么排除死锁

 package com.xing.lock;
 ​
 import single.LazyMan;
 ​
 import java.util.concurrent.TimeUnit;
 ​
 public class DeadlockDemo {
     public static void main(String[] args) {
         String lockA = "lockA";
         String lockB = "lockB";
         // A想拿B
         new Thread(new MyThread(lockA,lockB),"T1").start();
         // B想拿A
         new Thread(new MyThread(lockB,lockA),"T2").start();
 ​
 ​
     }
 }
 class MyThread implements Runnable{
     // 两个资源
     private String lockA;
     private String lockB;
 ​
     public MyThread(String lockA, String lockB) {
         this.lockA = lockA;
         this.lockB = lockB;
     }
 ​
     @Override
     public void run() {
         synchronized (lockA){
             //lockA想拿B
             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "lock"+ lockA + "=> get" + lockB);
             try {
                 TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
             synchronized (lockB){
                 //B想拿A
                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "lock" + lockB + "=> get" + lockA);
             }
         }
     }
 }
 ​

 

 

死锁排查

1、使用jps -l定位进程号

例如：在终端输入jps -l

 

 

2、使用jstack 进程号 找到死锁问题

例如：jstack 11444