JAVA锁有哪些种类,以及区别

一、JAVA锁有哪些种类,以及区别

1、这些分类并不是全是指锁的状态，有的指锁的特性，有的指锁的设计，下面总结的内容是对每个锁的名词进行一定的解释。

2、公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁。

3、非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。有可能，会造成优先级反转或者饥饿现象。

4、对于JavaReentrantLock而言，通过构造函数指定该锁是否是公平锁，默认是非公平锁。非公平锁的优点在于吞吐量比公平锁大。

5、对于Synchronized而言，也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是通过AQS的来实现线程调度，所以并没有任何办法使其变成公平锁。

6、可重入锁又名递归锁，是指在同一个线程在外层方法获取锁的时候，在进入内层方法会自动获取锁。说的有点抽象，下面会有一个代码的示例。

7、对于JavaReentrantLock而言,他的名字就可以看出是一个可重入锁，其名字是Re entrant Lock重新进入锁。

8、对于Synchronized而言,也是一个可重入锁。可重入锁的一个好处是可一定程度避免死锁。

9、}synchronized void setB() throws Exception{

10、上面的代码就是一个可重入锁的一个特点，如果不是可重入锁的话，setB可能不会被当前线程执行，可能造成死锁。

11、独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。

12、共享锁是指该锁可被多个线程所持有。

13、对于JavaReentrantLock而言，其是独享锁。但是对于Lock的另一个实现类ReadWriteLock，其读锁是共享锁，其写锁是独享锁。

14、读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的，读写，写读，写写的过程是互斥的。

15、独享锁与共享锁也是通过AQS来实现的，通过实现不同的方法，来实现独享或者共享。

16、对于Synchronized而言，当然是独享锁。

17、上面讲的独享锁/共享锁就是一种广义的说法，互斥锁/读写锁就是具体的实现。

18、互斥锁在Java中的具体实现就是ReentrantLock

19、读写锁在Java中的具体实现就是ReadWriteLock

20、乐观锁与悲观锁不是指具体的什么类型的锁，而是指看待并发同步的角度。

21、悲观锁认为对于同一个数据的并发操作，一定是会发生修改的，哪怕没有修改，也会认为修改。因此对于同一个数据的并发操作，悲观锁采取加锁的形式。悲观的认为，不加锁的并发操作一定会出问题。

22、乐观锁则认为对于同一个数据的并发操作，是不会发生修改的。在更新数据的时候，会采用尝试更新，不断重新的方式更新数据。乐观的认为，不加锁的并发操作是没有事情的。

23、从上面的描述我们可以看出，悲观锁适合写操作非常多的场景，乐观锁适合读操作非常多的场景，不加锁会带来大量的性能提升。

24、悲观锁在Java中的使用，就是利用各种锁。

25、乐观锁在Java中的使用，是无锁编程，常常采用的是CAS算法，典型的例子就是原子类，通过CAS自旋实现原子操作的更新。

26、分段锁其实是一种锁的设计，并不是具体的一种锁，对于ConcurrentHashMap而言，其并发的实现就是通过分段锁的形式来实现高效的并发操作。

27、我们以ConcurrentHashMap来说一下分段锁的含义以及设计思想，ConcurrentHashMap中的分段锁称为Segment，它即类似于HashMap（JDK7与JDK8中HashMap的实现）的结构，即内部拥有一个Entry数组，数组中的每个元素又是一个链表；同时又是一个ReentrantLock（Segment继承了ReentrantLock)。

28、当需要put元素的时候，并不是对整个hashmap进行加锁，而是先通过hashcode来知道他要放在那一个分段中，然后对这个分段进行加锁，所以当多线程put的时候，只要不是放在一个分段中，就实现了真正的并行的插入。

29、但是，在统计size的时候，可就是获取hashmap全局信息的时候，就需要获取所有的分段锁才能统计。

30、分段锁的设计目的是细化锁的粒度，当操作不需要更新整个数组的时候，就仅仅针对数组中的一项进行加锁操作。

31、这三种锁是指锁的状态，并且是针对Synchronized。在Java 5通过引入锁升级的机制来实现高效Synchronized。这三种锁的状态是通过对象监视器在对象头中的字段来表明的。

32、偏向锁是指一段同步代码一直被一个线程所访问，那么该线程会自动获取锁。降低获取锁的代价。

33、轻量级锁是指当锁是偏向锁的时候，被另一个线程所访问，偏向锁就会升级为轻量级锁，其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁，不会阻塞，提高性能。

34、重量级锁是指当锁为轻量级锁的时候，另一个线程虽然是自旋，但自旋不会一直持续下去，当自旋一定次数的时候，还没有获取到锁，就会进入阻塞，该锁膨胀为重量级锁。重量级锁会让其他申请的线程进入阻塞，性能降低。

35、在Java中，自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞，而是采用循环的方式去尝试获取锁，这样的好处是减少线程上下文切换的消耗，缺点是循环会消耗CPU。

二、java 锁有几种

1、乐观锁与悲观锁不是指具体的什么类型的锁，而是指看待并发同步的角度。

2、悲观锁认为对于同一个数据的并发操作，一定是会发生修改的，哪怕没有修改，也会认为修改。因此对于同一个数据的并发操作，悲观锁采取加锁的形式。悲观的认为，不加锁的并发操作一定会出问题。

3、乐观锁则认为对于同一个数据的并发操作，是不会发生修改的。在更新数据的时候，会采用尝试更新，不断重新的方式更新数据。乐观的认为，不加锁的并发操作是没有事情的。

4、从上面的描述我们可以看出，悲观锁适合写操作非常多的场景，乐观锁适合读操作非常多的场景，不加锁会带来大量的性能提升。

5、公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁。

6、非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。

7、缺点：可能会造成优先级反转或者某些线程饥饿现象(一直拿不到锁)。

8、对于Java ReentrantLock而言，通过构造函数指定该锁是否是公平锁，默认是非公平锁。

9、对于Synchronized而言，也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是通过AQS的来实现线程调度，所以并没有任何办法使其变成公平锁。

10、可重入锁的概念是自己可以再次获取自己的内部锁。

11、举个例子，比如一条线程获得了某个对象的锁，此时这个对象锁还没有释放，当其再次想要获取这个对象的锁的时候还是可以获取的（如果不可重入的锁的话，此刻会造成死锁）。说的更高深一点可重入锁是一种递归无阻塞的同步机制。

12、对于Java ReentrantLock而言,他的名字就可以看出是一个可重入锁，其名字是Re entrant Lock重新进入锁。

13、对于Synchronized而言,也是一个可重入锁。可重入锁的一个好处是可一定程度避免死锁。

14、独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。

15、共享锁是指该锁可被多个线程所持有。

16、对于Java ReentrantLock（互斥锁）而言，其是独享锁。

17、但是对于Lock的另一个实现类ReadWriteLock（读写锁），其读锁是共享锁，其写锁是独享锁。读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的，读写，写读，写写的过程是互斥的。

18、对于Synchronized而言，当然是独享锁。

19、分段锁其实是一种锁的设计，并不是具体的一种锁。对于ConcurrentHashMap而言，其并发的实现就是通过分段锁的形式来实现高效的并发操作。

20、我们以ConcurrentHashMap来说一下分段锁的含义以及设计思想，ConcurrentHashMap中的分段锁称为Segment，它即类似于HashMap（JDK7与JDK8中HashMap的实现）的结构，即内部拥有一个Entry数组，数组中的每个元素又是一个链表；同时又是一个ReentrantLock（Segment继承了ReentrantLock)。

21、当需要put元素的时候，并不是对整个hashmap进行加锁，而是先通过hashcode来知道他要放在那一个分段中，然后对这个分段进行加锁，所以当多线程put的时候，只要不是放在一个分段中，就实现了真正的并行的插入。

22、但是，在统计size的时候，可就是获取hashmap全局信息的时候，就需要获取所有的分段锁才能统计。

23、分段锁的设计目的是细化锁的粒度，当操作不需要更新整个数组的时候，就仅仅针对数组中的一项进行加锁操作。

24、无法获取琐时，进线程立刻放弃剩余的时间片并进入阻塞（或者说挂起）状态，同时保存寄存器和程序计数器的内容（保存现场，上下文切换的前半部分），当可以获取锁时，进线程激活，等待被调度进CPU并恢复现场（上下文切换下半部分）

25、上下文切换会带来数十微秒的开销，不要在性能敏感的地方用互斥锁

26、2）写者必须互斥（只允许一个写者写，也不能读者写者同时进行）

27、3）写者优先于读者（一旦有写者，则后续读者必须等待，唤醒时优先考虑写者）

28、自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞，而是采用循环的方式去尝试获取锁，这样的好处是减少线程上下文切换的消耗，缺点是循环会消耗CPU。

三、说说java锁有哪些种类,以及区别

锁作为并发共享数据，保证一致性的工具，在JAVA平台有多种实现(如 synchronized和 ReentrantLock等等)。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利，但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA下常见的锁名称以及特性，为大家答疑解惑。

自旋锁是采用让当前线程不停地的在循环体内执行实现的，当循环的条件被其他线程改变时才能进入临界区。如下

03 private AtomicReference<Thread> sign=newAtomicReference<>();

06 Thread current= Thread.currentThread();

07 while(!sign.compareAndSet(null, current)){

12 Thread current= Thread.currentThread();

13 sign.compareAndSet(current, null);

使用了CAS原子操作，lock函数将owner设置为当前线程，并且预测原来的值为空。unlock函数将owner设置为null，并且预测值为当前线程。

当有第二个线程调用lock操作时由于owner值不为空，导致循环一直被执行，直至第一个线程调用unlock函数将owner设置为null，第二个线程才能进入临界区。

由于自旋锁只是将当前线程不停地执行循环体，不进行线程状态的改变，所以响应速度更快。但当线程数不停增加时，性能下降明显，因为每个线程都需要执行，占用CPU时间。如果线程竞争不激烈，并且保持锁的时间段。适合使用自旋锁。

注：该例子为非公平锁，获得锁的先后顺序，不会按照进入lock的先后顺序进行。

Java锁的种类以及辨析（二）：自旋锁的其他种类

锁作为并发共享数据，保证一致性的工具，在JAVA平台有多种实现(如 synchronized和 ReentrantLock等等)。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利，但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA下常见的锁名称以及特性，为大家答疑解惑。

上篇我们讲到了自旋锁，在自旋锁中另有三种常见的锁形式:TicketLock，CLHlock和MCSlock

Ticket锁主要解决的是访问顺序的问题，主要的问题是在多核cpu上

01 package com.alipay.titan.dcc.dal.entity;

03 import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

06 private AtomicInteger serviceNum= new AtomicInteger();

07 private AtomicInteger ticketNum= new AtomicInteger();

08 private static final ThreadLocal<Integer> LOCAL= new ThreadLocal<Integer>();

11 int myticket= ticketNum.getAndIncrement();

13 while(myticket!= serviceNum.get()){

20 serviceNum.compareAndSet(myticket, myticket+ 1);

每次都要查询一个serviceNum服务号，影响性能（必须要到主内存读取，并阻止其他cpu修改）。

CLHLock和MCSLock则是两种类型相似的公平锁，采用链表的形式进行排序，

01 importjava.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater;

04 public static class CLHNode{

05 private volatile boolean isLocked= true;

09 private volatileCLHNode tail;

10 private static finalThreadLocal<CLHNode> LOCAL= new ThreadLocal<CLHNode>();

11 private static finalAtomicReferenceFieldUpdater<CLHLock, CLHNode> UPDATER= AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(CLHLock.class,

15 CLHNode node= new CLHNode();

17 CLHNode preNode= UPDATER.getAndSet(this, node);

28 if(!UPDATER.compareAndSet(this, node,null)){

CLHlock是不停的查询前驱变量，导致不适合在NUMA架构下使用（在这种结构下，每个线程分布在不同的物理内存区域）

MCSLock则是对本地变量的节点进行循环。不存在CLHlock的问题。

01 importjava.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater;

04 public static class MCSNode{

06 volatile boolean isLocked= true;

09 private static finalThreadLocal<MCSNode> NODE= new ThreadLocal<MCSNode>();

11 private volatileMCSNode queue;

12 private static finalAtomicReferenceFieldUpdater<MCSLock, MCSNode> UPDATER= AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(MCSLock.class,

16 MCSNode currentNode= new MCSNode();

18 MCSNode preNode= UPDATER.getAndSet(this, currentNode);

21 while(currentNode.isLocked){

28 MCSNode currentNode= NODE.get();

29 if(currentNode.next== null){

30 if(UPDATER.compareAndSet(this, currentNode, null)){

33 while(currentNode.next== null){

37 currentNode.next.isLocked= false;