死磕 java同步系列之開篇

簡介

同步系列，這是彤哥想了很久的名字，原本是準備寫鎖相關的內容，可是java中的CountDownLatch、Semaphore、CyclicBarrier這些類又不屬於鎖，它們和鎖又有不少共同點，都是爲了協同多線程的執行，都是一種同步器，因此這裏就借用同步來取名字了，也就是「同步系列」的來源。

概覽

這一篇的內容會比較多，大體包含三大主題：java中的鎖、同步器、分佈式鎖，大體講的內容以下：

（1）volatile

（2）synchronized

（3）AQS及Condition

（4）ReentrantLock

（5）ReentrantReadWriteLock

（6）StampedLock

（7）CountDownLatch

（8）Semaphore

（9）CyclicBarrier

（10）Phaser

（11）Mysql實現分佈式鎖

（12）Redis實現分佈式鎖

（13）Zookeeper實現分佈鎖

這些內容都比較晦澀難懂，網上也有比較多的資料，但每每講得不夠透徹，彤哥會盡可能用通俗易懂的語言把這些問題講清楚。

名詞解釋

關於鎖的名詞也有不少，彤哥大體整理了下，所有列到這裏：

（1）公平鎖/非公平鎖

公平鎖，是指按照線程申請的順序獲取鎖。

非公平鎖，是指不是按照線程申請的順序獲取鎖，有可能後申請的線程反而先獲取到鎖，假如先來的線程一直獲取不到鎖，會形成鎖飢餓現象。

ReentrantLock中能夠經過構造方法指定是否爲公平鎖，默認爲非公平鎖，非公平鎖的優勢在於吞吐量大。

synchronized沒法指定爲公平鎖，一直都是非公平鎖。

（2）可重入鎖

可重入鎖，是指一個線程獲取鎖以後再嘗試獲取鎖時會自動獲取鎖，可重入鎖的優勢是避免死鎖。

ReentrantLock和synchronized都是可重入鎖。

（3）獨享鎖/共享鎖

獨享鎖，是指鎖一次只能被一個線程持有。

共享鎖，是指鎖一次能夠被多個線程持有。

ReentrantLock和synchronized都是獨享鎖，ReadWriteLock的讀鎖是共享鎖，寫鎖是獨享鎖。

（4）互斥鎖/讀寫鎖

與獨享鎖/共享鎖的概念差很少，是獨享鎖/共享鎖的具體實現。

ReentrantLock和synchronized都是互斥鎖

ReadWriteLock是讀寫鎖

（5）樂觀鎖/悲觀鎖

悲觀鎖，是指認爲對於同一個數據的併發操做必然會發生修改，即便不會發生修改也這麼認爲，因此必定要加鎖。

樂觀鎖，是指認爲對於同一個數據的併發操做不必定會發生修改，在更新數據的時候，嘗試去更新數據，若是失敗就不斷嘗試。

悲觀鎖適用於寫操做多的場景，樂觀鎖適用於讀操做多的場景。

（6）分段鎖

分段鎖，是一種鎖的設計思路，它細化了鎖的粒度，主要運用在ConcurrentHashMap中，實現高效的併發操做，當操做不須要更新整個數組時，就只鎖數組中的一項就能夠了。

（7）偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖

這三個鎖主要是針對synchronized進行優化使用的，主要是經過對象監視器在對象頭中的字段來代表的。

偏向鎖，是指一段同步代碼一直被一個線程訪問，那麼這個線程會自動獲取鎖，下降獲取鎖的代價。

輕量級鎖，是指當鎖是偏向鎖時，被另外一個線程所訪問，偏向鎖會升級爲輕量級鎖，這個線程會經過自旋的方式嘗試獲取鎖，不會阻塞，提升性能。

重量級鎖，是指當鎖是輕量級鎖時，當自旋的線程自旋了必定的次數後，尚未獲取到鎖，就會進入阻塞狀態，該鎖升級爲重量級鎖，重量級鎖會使其餘線程阻塞，性能下降。

（8）自旋鎖

自旋鎖，是指嘗試獲取鎖的線程不會阻塞，而是循環的方式不斷嘗試，這樣的好處是減小線程的上下文切換帶來的開鎖，提升性能，缺點是循環會消耗CPU。

（9）監視器鎖

synchronized的實現方式，使用monitorenter和monitorexit來實現。

（10）mutex鎖

互斥鎖，LockSupport.part()底層是經過mutex實現的。

彩蛋

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