Java中各种锁的介绍

前言

Java提供了各种各样的锁，每种锁都有适合的使用的场景，我们了解了各种锁的特点后，就能在平时的开发中灵活运用。

1.乐观锁和悲观锁

悲观锁总是假设最坏的情况，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁。Java中synchronized和ReentrantLock等独占锁就是悲观锁思想的实现。

乐观锁认为自己在使用数据时不会有别的线程修改数据，所以不会添加锁，只是在更新数据的时候去判断之前有没有别的线程更新了这个数据。如果没有被更新过，则将自己的数据写入，否则不写入。Java中主要是通过CAS算法来实现悲观锁的。

悲观锁适合写操作多的场景，而乐观锁适合读操作多的场景。

2.公平锁和非公平锁

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。

非公平锁的性能和吞吐量更好，但是有可能会造成饥饿现象。

3.可重入锁和非可重入锁

可重入锁指的是可重复可递归调用的锁，在外层使用锁之后，在内层仍然可以使用，并且不发生死锁（前提得是同一个对象或者class），这样的锁就叫做可重入锁。ReentrantLock和synchronized都是可重入锁。

非可重入锁与可重入锁相反，不可递归调用，递归调用就发生死锁

public synchronized void getA() {
    getB();
}
public synchronized void getB() {

}

上面代码中getA中调用getB方法，可以直接进入，不会发生死锁。

4.独享锁和共享锁

独享锁：该锁每一次只能被一个线程所持有。

共享锁：该锁可被多个线程共有，典型的就是ReentrantReadWriteLock里的读锁，它的读锁是可以被共享的，但是它的写锁却每次只能被独占。

public class LockTest {

    private static ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();

    public static void main(String[] args) {

        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);

        executorService.execute(() -> {
            ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = readWriteLock.readLock();
            readLock.lock();

            System.out.println("lock thread 1" + Thread.class.getName());
        });

        executorService.execute(() -> {
            ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = readWriteLock.readLock();
            readLock.lock();
            System.out.println("lock thread 2" + Thread.class.getName());
        });

        System.out.println("over");
    }
}

如果是独享锁lock thread只会打印一次，共享锁则都会打印

5.偏向锁、轻量级锁和重量级锁

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。

锁	优点	缺点	使用场景
偏向锁	加锁和解锁不需要额外的消耗，和执行非同步方法比仅存在纳秒级的差距。	如果线程间存在锁竞争，会带来额外的锁撤销的消耗。	适用于只有一个线程访问同步块场景。
轻量级锁	竞争的线程不会阻塞，提高了程序的响应速度。	如果始终得不到锁竞争的线程使用自旋会消耗CPU。	追求响应时间。同步块执行的速度非常快
重量级锁	线程竞争不使用自旋，不会消耗CPU。	线程阻塞，响应时间缓慢。	追求吞吐量。

参考

https://segmentfault.com/a/1190000017766364

https://tech.meituan.com/2018/11/15/java-lock.html

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