JAVA锁机制

icode9锁机制

一、介绍

icode9锁机制是用于建立线程间同步的基础，并非是JAVA中独特的概念。本篇大致讲JAVA中的锁，按照锁分类，有下列几种锁

公平锁/非公平锁 可重入锁/不可重入锁 独占锁/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

但这些锁并不完全指的是锁，有的是锁设计，有的是锁状态，也有的是锁的特性。

下面就推荐一下关于这些锁

二、公平锁/非公平锁

1. 公平锁

就是指当多个线程都要申请锁时，需要根据申请锁的先后排序来进行获得。

2. 非公平锁

指当多个线程申请锁时，无法确认哪一个线程会获得锁，与申请的先后顺序无关

非公平锁相较于公平锁，吞吐量上会更具优势。JAVA中的synchronized关键字和ReentrantLock都是非公平锁，但ReentrantLock是利用AQS实现的线程调度，所以可以**使ReentrantLock变为公平锁；**synchronized则没有办法变为公平锁。

三、icode9可重入锁/不可重入锁

1. 可重入锁

顾名思义就是说可以重复获得的锁，但只有对于同一个的线程。对于同一个线程来说，如果该对象现在获得到了该锁并且没有释放，那么它可以持续获得该锁而不会造成死锁。

2. 不可重入锁

与可重入锁相反，即使是同一个线程，在持有锁的情况下再次申请该锁，也同样导致死锁的现象。也就是说这种锁不可以递归调用，一旦递归调用容易导致死锁。

ReentrantLock翻译出来就是可重入锁，所以听名字就明白他是可重入的，而synchronized实际上也是一个可重入锁

如何判定一个锁是否使可重入锁呢？

class Test{ public void a(){ ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); lock.lock(); // 重复调用锁不会造成死锁即是不可重入锁 lock.lock(); } }

四、独占锁/共享锁

1. 独占锁

在同一时间只有一个线程可以获得到这个锁，也就是说不会存在两个线程同时持有一把锁的状况，当一个线程获取到锁，其他线程就会阻塞。

2. 共享锁

允许有多个线程同时获得到该锁，不同线程获取同一把锁时不会阻塞。

五、互斥锁/读写锁

1. 互斥锁

互斥锁的效果和概念类似于独占锁，都是在同一时刻只有有一个线程获得到锁。（我不太清楚互斥锁和独占锁之间或许有意义，有清楚的朋友可以留言告诉我一下。）

2. 读写锁

读写锁就是一种互斥锁。我们了解多线程读文件不会导致并发原因，但多线程写就存在并发原因。所以在读-读的画面下是不存在互斥关系的，但在读-写，写-写的画面下是存在互斥关系的，当一个线程持有了写锁，那么其它任何线程都不能获取读锁或者写锁。

读写锁是一种特殊的独占锁，因为读-读的画面下并不存在互斥关系，而读-写，写-写的画面下存在互斥关系，所以读写锁更适用于读多写少的场景。

六、乐观锁/悲观锁

1. 乐观锁

乐观锁实际上并不是锁，他总是乐观的觉得在他要修改数据的之后，其他线程不会进行更改。仅仅只有在升级数据的之后计算数据能否被取消。我们通常使用CAS算法+版本号进行实现。

单纯使用CAS算法的话存在ABA问题，也就是说数据从A变到了B，又从B变了A，这时候CAS算法就会觉得数据没有发生更改。所以我们必须添加版本号解决该现象，每次对数据的操作就会让版本号+1，从而应对该现象。

2. 悲观锁

悲观锁和自信锁相反，他失望的觉得每天更改数据都存在任何线程同时设置，于是经常更改数据就会对资源上锁，阻塞其他线程。

JAVA中synchronized和ReentrantLock都是悲观锁。

七、分段锁

分段锁不是一种实际存在的锁，他是一种锁的设计观念。有的之后我们只能仅仅想要更改部分数据，但我们却必须将整个对象锁住，这会导致一定的特性想法，而即使我们仍然对必须更改的那一段数据进行加锁的话，效率都会高这些。但是分段锁也并不是越多越好，当我们必须进行统计的之后，我们就必须获得到全部的分段锁才可以进行统计。

八、偏向锁/轻量级锁/重量级锁

这几个锁也只是是实际的锁，而是一种JAVA中锁的状况。JAVA中锁从低到高有下面几个状态

无锁 偏向锁 轻量级锁 重量级锁

这几个锁状态是JVM为了提升锁的获得质量而提起来的，使用在synchronized中。

1. 锁升级

我们常说的锁升级就是指在竞争锁的过程中，根据竞争的残酷程度，锁的状况出现由低到高的转化，且这些变革过程是不可逆的。这种状况被称为锁升级。

锁状态 竞争锁状况 描述 偏向锁 基本无竞争 若一段代码仍然被同一个线程执行，则这个线程就会自动得到这个锁。 轻量级锁 较少竞争 若锁处于偏向锁状态，且有另一个线程申请该锁，则升级为轻量级锁，其他线程会利用自旋的方法进行等待，不会阻塞。 重量级锁 较多竞争 当锁处于偏向锁状态，且任何线程自旋的数量超过一个阈值时，就会升级为重量级锁，对任何线程进行阻塞，性能会有所下降。

九、自旋锁

自旋可以解释为自己原地转圈等待，而在代码里的展现方式就是循环。CAS算法其实就是一种自旋的实现。

在CAS中有几个值V，E，N。V是目前值，E是希望的变量值，N是函数的新值。当且仅当V==E时就会将N复制给V。

十、icode9总结

锁机制的原因是应对线程安全问题，而使用锁机制可能会导致性能的减少，因为从并发变为了同步。悲观锁、独占锁等会导致线程阻塞，比较重，为了尽可能的降低对效能的妨碍，就发生了消极锁，自旋锁，通过任何形式来超过线程安全的原因，但这些锁一般只使用在并发量不高的状况下。因为读写的特点，可以存在同时读，但不能存在同时写，于是有了读写锁。

每种锁的发生都有它的作用，对于我们上层开发人员来说难的不是使用锁，而是判定在哪个状态下才会使用哪种锁，在应对并发现象的此外尽可能的降低对效能的妨碍。