说说 Java中有那些锁

分析&回答

公平锁和非公平锁

• 公平锁：是指按照申请锁的顺序来获取锁。
• 非公锁：线程获取锁的顺序不一定按照申请锁的顺序来的。
• ReentrantLock 默认是不公平锁，传入true为公平锁，否则为非公平锁

共享锁和独享锁

• 独享锁：一次只能被一个线程所访问
• 共享锁：线程可以被多个线程所持有。
• ReadWriteLock 读锁是共享锁，写锁是独享锁。

乐观锁和悲观锁。

• 乐观锁：对于一个数据的操作并发，是不会发生修改的。在更新数据的时候，会尝试采用更新，不断重入的方式，更新数据。
  • 乐观锁适合于读取频繁；
  • 乐观锁是先进行业务逻辑再加锁；
• 悲观锁：对于同一个数据的并发操作，是一定会发生修改的。因此对于同一个数据的并发操作，悲观锁采用加锁的形式。悲观锁认为，不加锁的操作一定会出问题。
  • 悲观锁适合于写频繁；
  • 悲观锁是先加锁后进行业务逻辑；

分段锁

1.7及之前的ConcurrentHashMap。并发操作就是分段锁，其思想就是让锁的粒度变小。

偏向锁

对象的代码一直被同一线程执行，不存在多个线程竞争，该线程在后续的执行中自动获取锁，降低获取锁带来的性能开销。偏向锁，指的就是偏向第一个加锁线程，该线程是不会主动释放偏向锁的，只有当其他线程尝试竞争偏向锁才会被释放。

偏向锁的撤销，需要在某个时间点上没有字节码正在执行时，先暂停拥有偏向锁的线程，然后判断锁对象是否处于被锁定状态。

• 如果线程不处于活动状态，则将对象头设置成无锁状态，并撤销偏向锁；
• 如果线程处于活动状态，升级为轻量级锁的状态。

轻量级锁

轻量级锁是指当锁是偏向锁的时候，被第二个线程 B 所访问，此时偏向锁就会升级为轻量级锁，线程 B 会通过自旋的形式尝试获取锁，线程不会阻塞，从而提高性能。

当前只有一个等待线程，则该线程将通过自旋进行等待。但是当自旋超过一定的次数时，轻量级锁便会升级为重量级锁；当一个线程已持有锁，另一个线程在自旋，而此时又有第三个线程来访时，轻量级锁也会升级为重量级锁。

重量级锁

指当有一个线程获取锁之后，其余所有等待获取该锁的线程都会处于阻塞状态。

重量级锁通过对象内部的监视器（monitor）实现，而其中 monitor 的本质是依赖于底层操作系统的 Mutex Lock 实现，操作系统实现线程之间的切换需要从用户态切换到内核态，切换成本非常高。

自旋锁

当一个线程尝试去获取某一把锁的时候，如果这个锁此时已经被别人获取(占用)，那么此线程就无法获取到这把锁，该线程将会等待，间隔一段时间后会再次尝试获取。这种采用循环加锁 -> 等待的机制被称为自旋锁(spinlock)。

反思&扩展

• 锁技术是慢的！
• 没有竞争=没有锁=非常快！
• 合理利用锁非常重要！
  读写锁可以用于什么应用场景？