因?yàn)閮芍軟]更新了...

也不是懶，這兩周確實(shí)有些忙，趕項(xiàng)目進(jìn)度趕的不亦樂乎...

終于趕在工期前，可以進(jìn)入內(nèi)測了，我也有了些時間，可以更新啦...

????線程并發(fā)鎖是很常見的問題，而且在Java中鎖的類型、概念、使用場景等等也是面試必問的，所以今天就來先簡單的說一說線程并發(fā)中常用的一下鎖。

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? 公平鎖

????何為公平鎖？就字面來理解，它就是一種有公平機(jī)制，并且不會因?yàn)槟阌腥魏蔚摹氨尘啊薄ⅰ瓣P(guān)系”就可以為所欲為的鎖。在并發(fā)環(huán)境下，每個線程在獲取鎖時先會看該鎖維護(hù)的等待隊(duì)列，如果為空，或者當(dāng)前線程時等待隊(duì)列的第一個，就占有鎖，否則就會加入到等待隊(duì)列中，此后所有的線程都是以FIFO(先進(jìn)先出)的規(guī)則來執(zhí)行。

????在Java中提供了公平鎖的實(shí)現(xiàn)類，先看個代碼demo：

打印值：

可以看到線程獲取到鎖一定和啟動保持一致的，另外ReentrantLock有參構(gòu)造默認(rèn)是true，也就是開啟公平鎖，

還有一點(diǎn)，代碼中有虛線的問題，是因?yàn)槲覄?chuàng)建線程是顯式的，alibaba檢測編碼規(guī)約是提示，必須使用線程池的方式創(chuàng)建線程，避免出現(xiàn)OOM。

優(yōu)點(diǎn)：

????那公平鎖的有點(diǎn)也就一目了然了：所有的線程在CPU執(zhí)行調(diào)度的時候，都能夠得到資源，不至于有些線程因?yàn)閾屨疾坏劫Y源，而一直無法被執(zhí)行。

缺點(diǎn)：

????有優(yōu)點(diǎn)就必然有缺點(diǎn)：既然可以有序的執(zhí)行，那肯定就會降低吞吐量，隊(duì)列里面除了第一個線程，其它線程將會全部阻塞，CPU喚醒阻塞線程的開銷會很大。

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非公平鎖

????何為非公平鎖？同樣字面意思理解，就是一種不公平機(jī)制的鎖，隨機(jī)搶占資源，不跟你整那一套先到先得的規(guī)則。線程加鎖時先嘗試獲取鎖，獲取不到就自動到隊(duì)尾等待。

上述同樣的代碼，把ReentrantLock的有參構(gòu)造改成false，執(zhí)行看下打印值：

非公平鎖時隨機(jī)搶占的機(jī)制，所以也會出現(xiàn)公平鎖的情況，所以測試時候不用糾結(jié)這個。

優(yōu)點(diǎn)：

????非公平的性能肯定是高于公平鎖性能的，非公平鎖能更充分的利用CPU的時間片，盡量的減少CPU空閑的狀態(tài)時間。

缺點(diǎn)：

????既然是隨機(jī)搶占資源的，那就肯定會有隊(duì)列中間的線程一直獲取不到鎖或長時間獲取不到鎖，導(dǎo)致“餓死”。

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可重入鎖

? ?????? ?何為可重入鎖：可重復(fù)可遞歸調(diào)用的鎖，在外層使用鎖之后，在內(nèi)層仍然可以使用，并且不發(fā)生死鎖，但前提是同一個對象或同一個類中，這樣的鎖就叫可重入鎖。

????上面兩種鎖介紹的都是ReentrantLock實(shí)現(xiàn)的，而在真正的使用中保證線程安全synchronized也是不可缺少的，這兩者都是可重入鎖。

父方法和子方法同時輸出了線程的名稱，表明即使遞歸使用synchronized也沒有發(fā)生死鎖，證明其是可重入的。

那這兩者有什么區(qū)別呢？

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ReentrantLock和synchronized區(qū)別

1，synchronized依賴于JVM，ReentrantLock依賴于API，需要lock()和unlock()方法配合try/finally語句塊來實(shí)現(xiàn)。

2，synchronized使用比較簡單方便，并且有編譯器去保證鎖的加鎖和釋放，而ReentrantLock需要手動聲明加鎖和釋放鎖，因此ReentrantLock鎖的粒度和靈活度要高于synchronized。

3，synchronized在優(yōu)化以前，性能方面和ReentrantLock是差很多的，但是在JDK1.6之后synchronized引入了偏向鎖和自旋鎖，兩者的性能就差不多了，官方甚至都建議使用synchronized。其實(shí)synchronized的優(yōu)化感覺就是采用ReentrantLock的CAS技術(shù)(這里不要有歧義：ReentrantLock底層是基于AQS實(shí)現(xiàn)的，但AQS的本質(zhì)其實(shí)就是volatile+CAS)。都是試圖在用戶態(tài)就把加鎖的問題解決，避免進(jìn)入內(nèi)核態(tài)的線程阻塞。

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讀寫鎖

????讀寫鎖實(shí)際上就一種特殊的自旋鎖，讀寫鎖的規(guī)則可以共享讀，但只能一個寫，讀讀不互斥、讀寫互斥、寫寫互斥，而一般的獨(dú)占鎖是啥都互斥，而我們實(shí)際場景中，讀一定是大于寫的，一般情況下獨(dú)占鎖的效率低來源于高并發(fā)下對臨界區(qū)的資源搶占導(dǎo)致線程上下文切換。因此當(dāng)并發(fā)不是很高的情況下，讀寫鎖需要額外的維護(hù)讀鎖的狀態(tài)，可能還不如獨(dú)占鎖的效率高，所以要根據(jù)實(shí)際場景而定。(本篇不深入將方法的實(shí)現(xiàn)和源碼)

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synchronized JDK1.6優(yōu)化之后的鎖

6.1??偏向鎖

????????當(dāng)線程執(zhí)行到臨界區(qū)時，會利用CAS操作，將線程ID插入到Mark Word(對象頭中的標(biāo)記子)，同時修改偏向鎖的標(biāo)志位。

????所謂臨界區(qū)，就是只允許一個線程進(jìn)去執(zhí)行操作的區(qū)域，即同步代碼塊，cas是一個原子性的操作。

????這個鎖會偏向于第一個獲得它的線程，在接下來的執(zhí)行過程中，假如該鎖沒有被其它線程所獲取，沒有其它線程來競爭該鎖，那么持有偏向鎖的線程將永遠(yuǎn)不需要進(jìn)行同步操作。也就是說，在此線程之后的執(zhí)行過程中，如果再次進(jìn)入或者退出同一段同步塊代碼，并不再需要去進(jìn)行加鎖或者解鎖操作。

6.2?鎖膨脹

????綜合偏向鎖，當(dāng)出現(xiàn)有兩個線程來競爭的話，那么偏向鎖就失效了，此時鎖就會膨脹，升級為輕量鎖，這就是我們經(jīng)常說的鎖膨脹。

6.3?鎖撤銷

????當(dāng)偏向鎖失效，就得把該鎖撤銷，鎖撤銷的開銷花費(fèi)是很大的，大概的過程：

在一個安全點(diǎn)停止擁有鎖的線程。

遍歷線程棧，如果存在鎖記錄的話，需要修復(fù)鎖記錄和Markword，使其變成無鎖狀態(tài)。

喚醒當(dāng)前線程，將當(dāng)前鎖升級成輕量級鎖。所以，如果某些同步代碼塊大多數(shù)情況下都是有兩個及以上的線程競爭的話，那么偏向鎖就會是一種累贅，對于這種情況，我們可以一開始就把偏向鎖這個默認(rèn)功能給關(guān)閉

6.4?自旋鎖(jdk1.4.2引入的)

????自旋鎖屬于輕量級鎖。所謂自旋，就是指當(dāng)有另外一個線程來競爭鎖時，這個線程會在原地循環(huán)等待，而不是把該線程阻塞，直到那個獲得鎖線程釋放鎖之后，這個線程就可以馬上獲取到鎖。

????注意：鎖在原地循環(huán)的時候，是會消耗CPU的，就相當(dāng)于在循環(huán)一個啥也沒有的for循環(huán)。所以，輕量級鎖適用于那些同步代碼塊執(zhí)行的很快的場景，這樣，線程原地等待很短很短的時間就能夠獲得鎖了。

經(jīng)驗(yàn)表明，大部分同步代碼塊執(zhí)行的時間都是很短很短的，也正是基于這個原因，才有了輕量級鎖這么個東西。

自旋鎖存在的問題：

1，如果同步代碼塊執(zhí)行的很慢，需要消耗大量的時間，這個時候，其它線程在原地等待空消耗的CPU，這點(diǎn)就會有問題。

2，本來一個線程把鎖釋放之后，當(dāng)前線程是能夠獲得鎖的，但是假如這個時候好幾個線程都在競爭這個鎖的話，那么可能當(dāng)前線程會獲取不到鎖，還在原地”轉(zhuǎn)圈圈“，轉(zhuǎn)到懷疑人生。

那基于這個問題，我們就需要給線程空循環(huán)設(shè)置一個值，當(dāng)線程超過了這個次數(shù)，我們就認(rèn)為繼續(xù)使用自旋鎖就不合適了，一直原地空循環(huán)，這誰受得了。此時鎖就會再次膨脹，升級為重量級鎖。

默認(rèn)情況下，自旋的次數(shù)為10次，當(dāng)然可以通過-XX:PreBlockSpin來進(jìn)行更改。

6.5?自適應(yīng)自旋鎖

????所謂自適應(yīng)自旋鎖就是線程空循環(huán)等待的自旋次數(shù)并非是固定的，而是會動態(tài)著根據(jù)實(shí)際情況來改變自旋等待的次數(shù)。
其大概原理是這樣的：
????假如一個線程1剛剛成功獲得一個鎖，當(dāng)它把鎖釋放了之后，線程2獲得該鎖，并且線程2在運(yùn)行的過程中，此時線程1又想來獲得該鎖了，但線程2還沒有釋放該鎖，所以線程1只能自旋等待，但是虛擬機(jī)認(rèn)為，由于線程1剛剛獲得過該鎖，那么虛擬機(jī)覺得線程1這次自旋也是很有可能能夠再次成功獲得該鎖的，所以會延長線程1自旋的次數(shù)。
另外，如果對于某一個鎖，一個線程自旋之后，很少成功獲得該鎖，那么以后這個線程要獲取該鎖時，是有可能直接忽略掉自旋過程，直接升級為重量級鎖的，以免空循環(huán)等待浪費(fèi)資源。

輕量級鎖也被稱為非阻塞同步、樂觀鎖，因?yàn)檫@個過程并沒有把線程阻塞掛起，而是讓線程空循環(huán)等待，串行執(zhí)行。

本篇著重講的是一下名詞的概念，之后會對于ReentrantLock的源碼解析來真正的理解這些鎖的底層實(shí)現(xiàn)原理，因?yàn)橹淙幌戎渌匀焕病?/p>

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java 锁_Java之线程并发的各种锁、锁、锁的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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