Java 中的鎖

今天是九一八事變爆發 88 週年，國恥日。

每當我看到祖國的航空航天、互聯網、5G 這些科技方面趕超美國的新聞時，我心裏都異常激動，從 "東亞病夫" 到吾輩自強，靠得是無數中華兒女的實幹。

銘記歷史...

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工做再忙，仍是但願堅持把編程知識分享下去，繼續 Java 併發編程。

在併發編程中，常常會遇到多個線程訪問同一個共享變量，當同時對共享變量進行讀寫操做時，就會產生數據不一致的狀況。

爲了解決這個問題

• JDK 1.5 以前，使用 synchronized 關鍵字，拿到 Java 對象的鎖，保護鎖定的代碼塊。JVM 保證同一時刻只有一個線程能夠拿到這個 Java 對象的鎖，執行對應的代碼塊。

• JDK 1.5 開始，引入了併發工具包 java.util.concurrent.locks.Lock，讓鎖的功能更加豐富。

 

常見的鎖

• synchronized 關鍵字鎖定代碼庫

• 可重入鎖 java.util.concurrent.lock.ReentrantLock

• 可重複讀寫鎖 java.util.concurrent.lock.ReentrantReadWriteLock

 

Java 中不一樣維度的鎖分類

可重入鎖

• 指在同一個線程在外層方法獲取鎖的時候，進入內層方法會自動獲取鎖。JDK 中基本都是可重入鎖，避免死鎖的發生。上面提到的常見的鎖都是可重入鎖。

 

公平鎖 / 非公平鎖

• 公平鎖，指多個線程按照申請鎖的順序來獲取鎖。如 java.util.concurrent.lock.ReentrantLock.FairSync

• 非公平鎖，指多個線程獲取鎖的順序並非按照申請鎖的順序，有可能後申請的線程先得到鎖。如 synchronized、java.util.concurrent.lock.ReentrantLock.NonfairSync

        
獨享鎖 / 共享鎖

• 獨享鎖，指鎖一次只能被一個線程所持有。synchronized、java.util.concurrent.locks.ReentrantLock 都是獨享鎖

• 共享鎖，指鎖可被多個線程所持有。ReadWriteLock 返回的 ReadLock 就是共享鎖

          
悲觀鎖 / 樂觀鎖

• 悲觀鎖，一概會對代碼塊進行加鎖，如 synchronized、java.util.concurrent.locks.ReentrantLock

• 樂觀鎖，默認不會進行併發修改，一般採用 CAS 算法不斷嘗試更新

• 悲觀鎖適合寫操做較多的場景，樂觀鎖適合讀操做較多的場景

        
粗粒度鎖 / 細粒度鎖

• 粗粒度鎖，就是把執行的代碼塊都鎖定

• 細粒度鎖，就是鎖住儘量小的代碼塊，java.util.concurrent.ConcurrentHashMap 中的分段鎖就是一種細粒度鎖

• 粗粒度鎖和細粒度鎖是相對的，沒有什麼標準

        
偏向鎖 / 輕量級鎖 / 重量級鎖

• JDK 1.5 以後新增鎖的升級機制，提高性能。

• 經過 synchronized 加鎖後，一段同步代碼一直被同一個線程所訪問，那麼該線程獲取的就是偏向鎖

• 偏向鎖被一個其餘線程訪問時，Java 對象的偏向鎖就會升級爲輕量級鎖

• 再有其餘線程會以自旋的形式嘗試獲取鎖，不會阻塞，自旋必定次數仍然未獲取到鎖，就會膨脹爲重量級鎖        

        
自旋鎖

• 自旋鎖是指嘗試獲取鎖的線程不會當即阻塞，而是採用循環的方式去嘗試獲取鎖，這樣的好處是減小線程上下文切換的消耗，缺點是循環佔有、浪費 CPU 資源