作開發，這幾種鎖機制你不得不瞭解一下

摘要：併發訪問共享資源，若是不加鎖，可能會致使數據不一致問題，一般爲了解決併發訪問問題，咱們都會在訪問共享資源以前加鎖，保證同一時刻只有一個線程訪問。下面咱們用問答的方式說明下各類併發鎖的概念、優缺點及其應用場景。

本文分享自華爲雲社區《一文帶你全面理解各類鎖機制》，原文做者：dayu_dls。

併發訪問共享資源，若是不加鎖，可能會致使數據不一致問題，一般爲了解決併發訪問問題，咱們都會在訪問共享資源以前加鎖，保證同一時刻只有一個線程訪問。下面咱們用問答的方式說明下各類併發鎖的概念、優缺點及其應用場景。

一、什麼是互斥鎖和自旋鎖，各有什麼優缺點？

互斥鎖和自旋鎖是最底層的兩種鎖，其餘的不少鎖都是基於他們的實現。當線程A獲取到鎖後，線程B再去獲取鎖，有兩種處理方式，第一種是線程B循環的去嘗試獲取鎖，直到獲取成功爲止即自旋鎖，另外一種是線程B放棄獲取鎖，在鎖空閒時，等待被喚醒，即互斥鎖。

互斥鎖會釋放當前線程的cpu，致使加鎖的代碼阻塞，直到線程再次被喚醒。互斥鎖加鎖失敗時，會從用戶態陷入到內核態，讓內核幫咱們切換線程，存在必定的性能開銷。

• （1）當線程加鎖失敗，內核會把線程的狀態由「運行」設置爲「睡眠」，讓出cpu；
• （2）當鎖空閒時，內核喚醒線程，狀態設置爲「就緒」，獲取cpu執行；

而自旋鎖會自用戶態由應用程序完成，不涉及用戶態到內核態的轉化，沒有線程上下文切換，性能相對較好。自旋鎖加鎖過程：

• （1）查看鎖的狀態；
• （2）鎖空閒，獲取鎖，不然執行(1)；

自旋鎖會利用cpu一直工做直到獲取到鎖，中間不會釋放cpu，但若是被鎖住的代碼執行時間較長，致使cpu空轉，浪費資源。

二、什麼是讀寫鎖？

讀寫鎖由讀鎖和寫鎖組成。讀鎖又稱爲共享鎖，S鎖，寫鎖又稱爲排它鎖、X鎖，在mysql的事務中大量使用。寫鎖是獨佔鎖，一旦線程獲取寫鎖，其餘線程不能獲取寫鎖和讀鎖。

讀鎖是共享鎖，當線程獲取讀鎖，其餘線程能夠獲取讀鎖不能獲取寫鎖。由於併發數據讀取並不會改變共享數據致使數據不一致。讀寫鎖把對共享資源的讀操做和寫操做分別加鎖控制，可以提升讀線程的併發性，適用於讀多寫少的場景。

三、什麼是讀優先鎖、寫優先鎖、公平讀寫鎖？

讀優先鎖但願的是讀鎖可以被更多的線程獲取，能夠提升讀線程的併發性。線程A獲取了讀鎖，線程B想獲取寫鎖，此時會被阻塞，線程c能夠繼續獲取讀鎖，直到A和c釋放鎖，線程B才能夠獲取寫鎖。若是有不少線程獲取讀鎖，且加鎖的代碼執行時間很長，就到致使線程B永遠獲取不到寫鎖。

寫優先鎖但願的是寫鎖可以被優先獲取。線程A獲取了讀鎖，線程B想獲取寫鎖，此時會被阻塞，後面獲取讀鎖都會失敗，線程A釋放鎖，線程B能夠獲取寫鎖，其餘獲取讀鎖的線程阻塞。若是有不少寫線程獲取寫鎖，且加鎖的代碼執行時間很長，就到致使讀線程永遠獲取不到讀鎖。

上面兩種鎖都會形成【飢餓】現象，爲解決這種問題，能夠增長一個隊列，把獲取鎖的線程（無論是寫線程仍是讀線程）按照先進先出的方式排隊，每次從隊列中取出一個線程獲取鎖，這種獲取鎖的方式是公平的。

四、什麼是樂觀鎖和悲觀鎖？

樂觀鎖是先修改共享資源，再用歷史數據和當前數據比對驗證這段時間共享數據有沒有被修改，若是沒有被修改，那麼更新數據，若是有其餘線程更新了共享資源，須要從新獲取數據，再更新，驗證，循環往復的重試，直到更新成功。因此當數據更新操做比較頻繁，數據衝突的機率就會比較大，重試的次數就會多，浪費CPU資源。

樂觀鎖其實全程沒有加鎖，也叫無鎖編程，因此針對讀多寫少的場景，併發性能較高，典型的實現MVCC，mysql中會使用MVCC構建一致性讀來保證可重複讀。悲觀鎖是在訪問共享資源以前通通加鎖。當併發衝突機率較高時，樂觀鎖不在適用，悲觀鎖就排上用場。互斥鎖、自旋鎖都是悲觀鎖的實現。

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