Java基础回顾：各种锁

参考：

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

类型

 

 

1. 乐观锁 & 悲观锁

乐观锁与悲观锁是一种广义上的概念。

• 悲观锁：对于同一个数据，悲观锁认为线程在使用数据时，总有其他线程来修改数据，因此在获取数据的时候回先加锁，确保数据不会被其他线程修改。java中Synchronized关键字和Lock接口实现类都是悲观锁。如下：
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• 乐观锁：乐观锁认为自己在使用数据时不会有其他线程来修改数据，所以不会添加锁。指示在更新数据的时候去判断数据是否有被其他线程更新。如果这个数据没被更新，则当前线程获取数据并更新，如果数据已经被其他线程修改，则根据不同的实现方式执行不同的操作（例如报错或自动重试）。乐观锁在Java中是通过无锁编程来实现，最常采用的CAS算法，Java原子类中的递增操作就通过CAS自旋实现的。
• 　　CAS：一种无锁算法，Compare And Swap（比较交换）。
  • 需要读写的内存位置V
  • 需要进行比较的预期值A
  • 需要写入的新值U

　　　　CAS 存在问题：

　　　　　　ABA问题（加版本号解决），循环时间长开销大，只能保证一个共享变量 的原子操作。

悲观锁是和写操作多的场景，先加锁可以保证数据正确性；

乐观锁适合读操作多的场景，不加锁的特性可以使读操作的性能大大提升。

 

2. 自旋锁 & 适应性自旋锁

自旋锁实现原理：CAS

例：AtomicInteger自增操作

 

 

 

适应性自旋锁：自旋的次数不再固定，由前一次在同一个锁上的自旋时间及锁的拥有者状态来决定。

 

 

 

 

3. 无锁 & 偏向锁 & 轻量级锁 & 重量级锁

 

 

无锁：没有对资源进行锁定，所有线程都能访问并修改同一个资源，但同时只有一个线程能修改成功，实现：CAS

偏向锁：指一段同步代码一直被同一个线程访问，那么该线程会自动获取锁，降低获取锁的代价。偏向锁只有遇到其他线程尝试竞争偏向锁时，持有偏向锁的线程才会释放锁，线程不会主动释放偏向锁。

jdk6以后默认开启 JVM参数 -XX:-UseBiasedLocking=false

轻量级锁：当锁是偏向锁时，被其他线程访问，偏向锁就会升级为轻量级锁，其他线程会通过自旋的方式获取锁，不会阻塞，从而提高性能。CAS+自旋

重量级锁：若当前只有一个等待线程，则该线程通过自旋进行等待。但是当自旋超过一定的次数，或者一个线程在持有锁，一个在自旋，又有第三个来访时，轻量级锁升级为重量级锁。

 

 

 

4. 公平锁 & 非公平锁

公平锁：多个线程按照申请锁的顺序来获取锁，线程在队列中排队，队列中第一个线程获取锁。线程不会饿死，但是效率低。

非公平锁：线程直接尝试去获取锁，获取不到才进入队列等待。效率高，但是线程有可能饿死。

例：ReentrantLock有一个内部类Sync，Sync继承AQS（AbstractQueuedSybchronizer），加锁和释放锁多事类Sync实现，有公平锁（FairSync extends Sync）和非公平锁（NonfairSync extends Sync），默认使用非公平锁。

 

 

5. 可重入锁 & 非可重入锁

可重入锁：同一个线程可以重复获取锁，获取一次锁status 加1，释放一次锁status 减1，可重入锁的一个优点是可一定程度避免死锁。ReentrantLock和Synchronized都是可重入锁。

非可重入锁：NonReentrantLock

 

6. 独享锁 & 共享锁

独享锁：排它锁，该锁只能被一个线程持有。

共享锁：可以被多个线程持有。