多线程积累：锁

前言

继之前synchronized关键字之后，这里旨在介绍常见的锁概念，源码相关。
内容会进行不定时更新，希望能更完善的整理锁相关知识点。

公平锁和非公平锁

1.公平锁

多个线程按照申请锁的顺序来获取锁，线程直接进入队列中排队，队列中的第一个线程才能获得锁。

优点：等待锁的线程不会饿死，按照顺序获取锁。
缺点：由于CPU唤醒线程的开销大，所以每次都需要主动唤醒第一个线程，相对性能较差

2.非公平锁

多个线程加锁时直接尝试获取锁，获取不到才会到等待队列的队尾等待。

优点：当线程尝试获取锁时，正好可用，则直接获取锁，减少了唤醒线程的开销。
缺点：处于等待队列中的线程可能会饿死，或者等很久才会获得锁。

ReentrantLock

ReentrantLock支持公平锁和非公平锁。
ReentrantLock里面有一个内部类Sync，Sync继承AQS（AbstractQueuedSynchronizer），添加锁和释放锁的大部分操作实际上都是在Sync中实现的。它有公平锁FairSync和非公平锁NonfairSync两个子类。ReentrantLock默认使用非公平锁public ReentrantLock() { sync = new NonfairSync(); }，也可以通过构造器来显示的指定使用公平锁public ReentrantLock(boolean fair) { sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync(); }。
公平锁与非公平锁的lock()方法唯一的区别就在于公平锁在获取同步状态时多了一个限制条件：hasQueuedPredecessors()，主要是判断当前线程是否位于同步队列中的第一个。

可重入锁和非可重入锁

1.可重入锁

可重入锁指在同一个线程在外层方法获取锁的时候，再进入该线程的内层方法会自动获取锁。
ReentrantLock和synchronized都是可重入锁，可重入锁的一个优点是可一定程度避免死锁。

2.不可重入锁

不可重入锁指的是一个线程必须等其他或者同一个线程释放锁才能获取锁，所以，当当一个方法获取到锁之后，内部还有其他方法或者代码块尝试获取锁，且为不可重入锁，此时，就是发生死锁。

ReentrantLock和NonReentrantLock

ReentrantLock和NonReentrantLock都继承父类AQS，其父类AQS中维护了一个同步状态status来计数重入次数，status初始值为0。
当线程尝试获取锁时，可重入锁先尝试获取并更新status值，如果status == 0表示没有其他线程在执行同步代码，则把status置为1，当前线程开始执行。如果status != 0，则判断当前线程是否是获取到这个锁的线程，如果是的话执行status+1，且当前线程可以再次获取锁。而非可重入锁是直接去获取并尝试更新当前status的值，如果status != 0的话会导致其获取锁失败，当前线程阻塞。
释放锁时，可重入锁同样先获取当前status的值，在当前线程是持有锁的线程的前提下。如果status-1 == 0，则表示当前线程所有重复获取锁的操作都已经执行完毕，然后该线程才会真正释放锁。而非可重入锁则是在确定当前线程是持有锁的线程之后，直接将status置为0，将锁释放。

独享锁和共享锁

1.独享锁

独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。
如果线程T对数据A加上独享锁后，则其他线程不能再对A加任何类型的锁。获得独享锁的线程即能读数据又能修改数据。
JDK中的synchronized和JUC中Lock的实现类就是互斥锁。

2.共享锁

共享锁是指该锁可被多个线程所持有。
如果线程T对数据A加上共享锁后，则其他线程只能对A再加共享锁，不能加排它锁。获得共享锁的线程只能读数据，不能修改数据。

ReentrantReadWriteLock和ReentrantLock

ReentrantReadWriteLock中分为ReadLock和WriteLock，锁主体都是Sync，但读锁和写锁的加锁方式不一样。读锁是共享锁，写锁是独享锁。读锁的共享锁可保证并发读非常高效，而读写、写读、写写的过程互斥，因为读锁和写锁是分离的。所以ReentrantReadWriteLock的并发性相比一般的互斥锁有了很大提升。
由源码可知tryAcquire实现了写锁，一个线程尝试获取锁，当无读锁或者是当前线程已经得到写锁（可重入锁）时，才能获取锁。
由源码可知tryAcquireShared实现了读锁，如果其他线程获取写锁，其他线程获取锁失败，进入等待状态。

ReentrantLock中实现了公平锁FairSync和非公平锁NonfairSync,可以看到都是独享锁。