Java锁机制 - 码农教程

上一篇简略说了一下Synchronized和Lock，今天就来说一下Java的锁机制。

Java的锁机制主要分为四种，分别是

(1)公平锁、非公平锁

(2)可重入锁

(3)自旋锁 (4)共享锁、独占锁

接下来一一说一下这四种锁

一、公平锁、非公平锁

（1）公平锁：指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁，类似于日常的排队

（2）非公平锁：多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序来，通俗来说就是插队

（3）ReentrantLock默认是非公平的

public ReentrantLock() {
    sync = new NonfairSync();
}

也可以是公平的

public ReentrantLock(boolean fair) {
    sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}

另外，synchronized也是非公平的，非公平的吞吐量比较大

（4）区别：公平锁会维护一个先进先出的线程等待队列，非公平锁是直接获取锁，上去就干，干不过人家再采取公平锁的方式。

公平锁：

非公平锁：

二、可重入锁（又叫递归锁）

（1）是指同一线程外层函数获取锁之后，内层递归函数仍然能持有锁继续运行。

ReentrantLock和synchronized都是可重入锁，比如下面这个demo

 static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public static void main(String[] args) {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                first();
            }
        }).start();
    }
}
public static void first() {
    lock.lock();
    try{
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":11111111111");
        Thread.sleep(1000);
        second();
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}
public static void second() {
    lock.lock();
    try{
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":22222222222");
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

运行结果如下：

（2）可重入锁最大的作用就是避免死锁

（3）上一篇也说到了，ReentrantLock可以锁多次，但同样也要释放锁多次。因为锁是有一个状态字段state标明锁状态的，每锁一次就+1，解锁一个就-1，只有状态为0，才是完全解锁。

public static void first() {
  lock.lock();
  lock.lock();
  try{
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":11111111111");
  } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
  } finally {
      lock.unlock();
      lock.unlock();
  }
}

三、自旋锁

自旋锁在之前解析原子性时就说过了，主要是通过Unsafe+cas实现。

指尝试获取锁的线程不会阻塞，而是采用死循环的方式去尝试获取锁，会消耗大量的cpu

例如：

AtomicReference<Integer> atomicReference = new AtomicReference<>(0);
public void zxLock(){
    while (!atomicReference.compareAndSet(0,1)) {
    }
}

四、独占锁（写锁）、共享锁

（1）独占锁：指锁在某一时刻只能由一个线程持有，比如ReentrantLock和synchronized。

（2）共享锁：指锁可以同时被多个线程持有。

对于ReentrantReadWriteLock来说，其由ReadLock（写锁）和WriteLock（读锁），其中写锁是独占锁，读锁是共享锁，保证高并发。读写，写读，写写的过程是互斥的。其这些特性可用于缓存机制。