Java中的锁

Java中的锁

参考了这篇：Java中的锁分类

公平锁/非公平锁（ReentrantLock/Synchronized）

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，会造成优先级反转或者饥饿现象

ReentrantLock通过构造函数指定是否是公平锁，默认非公平锁，非公平锁的吞吐量比公平锁要大。

Synchronized是非公平锁，它不像ReetrantLock是通过AQS来实现线程调度，所以并没有任何办法使其变成公平锁

可重入锁（ReentrantLock/Synchronized）

可重入所有又名递归锁，是指同一个线程在外层获取锁的时候，在进入方法内部会自动获取到锁

可重入锁的好处是可以一定程度的避免死锁

独享锁/共享锁（ReentrantLock/ReadWriteLock/Synchronized）

独享锁是指该锁一次只能被一个线程持有

共享锁是指该锁可以同时被多个线程持有

对于ReetrantLock而言，是独享锁，但是对于它的一个是嫌累ReadWriteLock，读锁是共享锁，写锁是独享锁，独享锁与共享锁也是通过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，当然是独享锁

互斥锁/读写锁（ReentrantLock/ReadWriteLock）

独享锁于共享锁是一种广义的说法，实际实现就是互斥锁于读写锁

乐观锁/悲观锁

乐观锁与悲观锁不是具体指什么类型的锁，而是指看待并发同步的角度

悲观锁认为对同一个数据的操作，一定是会发生修改的，哪怕没有修改，也会认为修改，因此对同一个数据的并发操作，悲观锁采取加锁的形式，悲观认为，不加锁的并发操作一定会有问题。

乐观锁则认为对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，不断重试的方式更新数据，乐观的认为，不加锁的并发操作是没有事情的

悲观锁在java中的引用就是使用各种锁

乐观锁是采用CAS算法，例如原子类，通过CAS自旋实现原子操作

分段锁

分段锁其实是一种锁的设计，并不是具体的一种锁，对于ConcurrentHashMap而言，其并发的实现就是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，它即类似于HashMap（JDK7与JDK8中HashMap的实现）的结构，即内部拥有一个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，并不是对整个hashmap进行加锁，而是先通过hashcode来知道他要放在那一个分段中，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，可就是获取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。

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。

偏向锁是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。
轻量级锁是指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。

重量级锁是指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。

自旋锁

自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞，而是采用循环的方式去尝试获取锁，这样的好处是减少线程上下文切换的消耗，缺点是循环会消耗CPU。