一文完全搞懂面試中常問的各類「鎖」

前言

鎖，顧名思義就是鎖住一些資源，當只有咱們拿到鑰匙的時候，才能操做鎖住的資源。在咱們的Java，數據庫，還有一些分佈式的環境中，老是充斥着各類各樣的鎖讓人頭疼，例如「公平鎖」、「自旋鎖」、「讀寫鎖」、「分佈式鎖」等等。

其實真實的狀況是，鎖並無那麼多，不少概念只是從不一樣的功能特性，設計，以及鎖的狀態這些不一樣的側重點來講明的，所以咱們能夠根據不一樣的分類來搞明白爲何會有這些「鎖」？坐穩扶好了，準備開車。

正文

「公平鎖」與「非公平鎖」

公平鎖:指線程在等待獲取同一個鎖的時候，是嚴格按照申請鎖的時間順序來進行的，這就意味着在程序正常運做的時候，不會有線程執行不到，而被「餓死」，可是也須要額外的機制來維護這種順序，因此效率相對於非公平鎖會差點。

非公平鎖：概念跟「公平鎖」偏偏相反，隨機線程獲取鎖，相率相對高。

new ReentrantLock(); //默認非公平鎖
new ReentrantLock(true); //公平鎖
複製代碼

「重入鎖(遞歸鎖)」與「不可重入鎖（自旋鎖）」

這裏要注意了，重入/遞歸，不可重入/自旋，雖然名字不一樣，可是確實是同一種鎖，只是從鎖的表現跟實現方式的角度來命名而已。

重入鎖：當一個線程獲取了A鎖之後，若後續方法運行被A鎖鎖住的話，當前線程也是能夠直接進入的。

public class Demo {
  private Lock lockA;
 
  public Demo(Lock Lock) {
    this.lockA = lock;
  }
 
  public void methodA() {
    lockA.lock();
    methodB();
    lockA.unlock();
  }
 
  public void methodB() {
    lockA.lock();
    //dosm
    lockA.unlock();
  }
  
  }
複製代碼

當咱們運行methodA()的時候，線程獲取了lockA，而後調用methodB()的時候發現也須要lockA，因爲這是一個可重入鎖，因此當前線程也是能夠直接進入的。在java中，synchronized跟ReetrantLock都是可重入鎖。

不可重入鎖：以上面的代碼實例來講明，就是methodA進入methodB的時候不能直接獲取鎖，必須先調用unLock釋放鎖。才能執行下去，那實現不可重入鎖有什麼方式呢？那就是自旋，因此會有一個小名叫作自旋鎖。

public class SpinLock {

  private AtomicReference<Thread> sign =new AtomicReference<>();

  public void lock(){
    Thread current = Thread.currentThread();
    while(!sign .compareAndSet(null, current)){
    }
  }

  public void unlock (){
    Thread current = Thread.currentThread();
    sign .compareAndSet(current, null);
  }
}
複製代碼

「悲觀鎖」與「樂觀鎖」

這兩種鎖呢，實際上是一個很宏觀的分類，它不是一種具體的鎖，而是泛指看待併發的程度。

悲觀鎖：有一個「悲觀」的心態，既每次取數據的時候，都會認爲該數據會被修改，因此必須加一把鎖才安心。

樂觀鎖：樂觀的孩子，認爲同一個數據不會發生併發操做的行爲，因此取的時候不會加鎖，只有在更新的時候，會經過例如版本號之類的來判斷是否數據被修改了。

Java中各類鎖其實都是悲觀鎖的實現，既操做的數據的都會被獲取鎖的線程鎖住，而樂觀鎖的話，通常是經過cas（compare and swap）的思想來實現，例如一些原子類AtomicInteger使用自旋來原子更新。

「共享鎖」與「排他鎖」

這兩種鎖的概念比較多的出如今數據庫的事務當中。

共享鎖：也稱讀鎖或S鎖。若是事務對數據A加上共享鎖後，則其餘事務只能對A再加共享鎖，不能加排它鎖。獲准共享鎖的事務只能讀數據，不能修改數據。在java中的ReetrantReadWriteLock()也是如此。

排它鎖：也稱獨佔鎖、寫鎖或X鎖。若是事務對數據A加上排它鎖後，則其餘事務不能再對A加任何類型的鎖。得到排它鎖的事務即能讀數據又能修改數據。

分佈式鎖

咱們上面聊的這些鎖，都是在單個程序上面的不一樣線程之間來實現的，那麼當咱們的不一樣程序須要去競爭同一塊資源的時候，這就須要分佈式鎖了，咱們能夠經過redis、zookeeper等中間件來實現分佈式鎖。

對於鎖來講，其實還有偏向鎖，輕量級鎖等，可是這裏涉及到的內容就比較多，這裏就不在展開篇幅介紹了，有興趣的同窗可自行研究，若是你能搞懂上面介紹的這些鎖，那基本上在絕大部分的公司關於「鎖」的問題均可以迎刃而解。

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