详细介绍Java中的各种锁

一、一张图了解21种锁

在这里插入图片描述

二、乐观锁

应用 
	CAS
思想
	一种乐观思想,假定当前环境是读多写少,遇到并发写的概率比较低,读数据时认为别的线程不会正在进行修改
实现
	写数据时,判断当前 与期望值是否相同,如果相同则进行更新(更新期间加锁,保证是原子性的)

三、悲观锁

应用 
	synchronized、vector、hashtable
思想:
	一种悲观思想 ** ,即认为写多读少,遇到并发写的可能性高
实现
	每次读写数据都会认为其他线程会修改,所以每次读写数据时都会上锁
缺点
	他线程想要读写这个数据时,会被这个线程block,直到这个线程释放锁然后其他线程获取到锁

四、自旋锁

应用 
	CAS
实现
	为了让线程等待,我们只须让线程执行一个忙循环
优点
	 避免了线程切换的开销,挂起线程和恢复线程的操作都需要转入内核态中完成,这些操作给Java虚拟机的并发性能带来了很大的压力
缺点
	占用处理器的时间,如果占用的时间很长,会白白消耗处理器资源,而不会做任何有价值的工作,带来性能的浪费
改进
	自旋等待的时间必须有一定的限度,如果自旋超过了限定的次数仍然没有成功获得锁,就应当使用传统的方式去挂起线程
jvm调优
	-XX:PreBlockSpin 设置固定失败次数
	自适应自旋 前一次在同一个锁上的自旋时间及锁的拥有者的状态来决定的,通过系统监控进行调整

五、悲观锁

应用 
	synchronized、vector、hashtable
思想:
	一种悲观思想 ** ,即认为写多读少,遇到并发写的可能性高
实现
	每次读写数据都会认为其他线程会修改,所以每次读写数据时都会上锁
缺点
	他线程想要读写这个数据时,会被这个线程block,直到这个线程释放锁然后其他线程获取到锁

六、可重入锁(递归锁)

应用 
	synchronized、Reentrantlock、Lock
思想:
	 任意线程在获取到锁之后能够再次获取该锁而不会被锁所阻塞
实现
	 通过组合自定义同步器来实现锁的获取与释放
	 获取锁:识别获取锁的线程是否为当前占据锁的线程 ,如果是,则再次成功获,。获取锁后,进行计数自增
	 释放锁:释放锁时,进行计数自减
优点:
	 避免死锁
缺点
	他线程想要读写这个数据时,会被这个线程block,直到这个线程释放锁然后其他线程获取到锁

七、读写锁

应用 
	ReentrantReadWriteLock,CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet
思想
	读写分离 
实现
	Java 提供了读写锁,在读的地方使用读锁,在写的地方使用写锁
	读锁: 允许多个线程获取读锁,同时访问同一个
	写锁: 只允许一个线程获取写锁,不允许同时访问同一个资源
优点:
	 避免死锁
缺点
	他线程想要读写这个数据时,会被这个线程block,直到这个线程释放锁然后其他线程获取到锁

八、公平锁

应用 
	Reentrantlock(true)
思想
	多个线程按照申请锁的顺序来获取锁
实现
	在并发环境中,每个线程会先查看此锁维护的等待队列,如果当前等待队列为空,则占有锁,如果等待队列不为空,则加入到等待队列的末尾,
	按照FIFO的原则从 队列中拿到线程,然后占有锁

九、非公平锁

应用 
	synchronized、reentrantlock(false)
思想
	线程尝试获取锁,如果获取不到,则再采用公平锁的方式
实现
	多个线程获取锁的顺序,不是按照先到先得的顺序,有可能后申请锁的线程比先申请的线程优先获取锁

十、共享锁

应用 
	ReentrantReadWriteLock中读锁
思想
	可以有多个线程获取读锁,以共享的方式持有锁

十一、独锁

应用 
	synchronized、vector、hashtable、ReentrantReadWriteLock中写锁
思想
	是一种思想: 只能有一个线程获取锁,以独占的方式持有锁

十二、重量级锁

应用 
	synchronized
思想
	synchronized是通过对象内部的一个叫做监视器锁(monitor)来实现的,监视器锁本身依赖底层的操作系统的 Mutex Lock来实现。
缺点
	操作系统实现线程的切换需要从用户态切换到核心态,成本非常高。这种依赖于操作系统 Mutex Lock来实现的锁称为重量级锁。
改进
	为了优化synchonized,引入了轻量级锁,偏向锁。

十三、轻级锁

应用 
	锁优化技术
思想
	轻量级锁是在无竞争的情况下使用CAS操作去消除同步使用的互斥量。
	轻量级是相对于使用操作系统互斥量来实现的重量级锁而言的。
	轻量级锁在没有多线程竞争的前提下,减少传统的重量级锁使用操作系统互斥量产生的性能消耗。
	如果出现两条以上的线程争用同一个锁的情况,那轻量级锁将不会有效,必须膨胀为重量级锁。
优点
	如果没有竞争,通过CAS操作成功避免了使用互斥量的开销
缺点
	如果存在竞争,除了互斥量本身的开销外,还额外产生了CAS操作的开销,因此在有竞争的情况下,轻量级锁比传统的重量级锁更慢

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