摘要

本章将详细的讲述JAVA中各种各样的锁，帮助读者更好的理解源码中设计相关的锁的知识。

公平锁与非公平锁

公平锁：是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁，类似排队打饭，先来后到。

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，在高并发的情况下，有可能会造成优先级反转或者饥饿现象。

公平锁与非公平锁两者区别

  • 并发包中ReentrantLock的创建可以指定构造函数的boolean类型来得到公平锁或非公平锁，默认是非公平锁。
  • 公平锁，就是很公平，在并发环境中，每个线程在获取锁时会先查看此锁维护的等待队列，如果为空，或者当前线程是等待队列的第一个，就占有锁，否则就会加入到等待队列中，以后会按照FIFO的规则从队列中取到自己。
  • 非公平锁比较粗鲁，上来就直接尝试占有锁，如果尝试失败，就再采用类似公平锁那种方式。
  • 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。非公平锁的优点在于吞吐量比公平锁大。 对于Synchronized而言，也是一种非公平锁。

可重入锁（递归锁）

 指的是同一线程外层函数获得锁之后，内层递归函数仍然能获取该锁的代码，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。也就是说，线程可以进入任何一个它已经拥有的锁所同步着的代码块。ReentrantLock/Synchronized 就是一个典型的可重入锁

可重入锁是指的是在同一个线程外层方法获取锁的时候，在进入线程内的方法会自动获取锁（前提是同一个对象），不会因为之前已经获取过还没有释放而阻塞。java中的ReentrantLock和Synchrogazed都是可重入锁，可重入锁的一个优点是可以一定程度的避免死锁。

package com.example.jdk;

import sun.misc.Lock;

public class JDK_Test {

    static Object objectt1=new Object();
    public static void m1(){
        new Thread(()->{
            synchronized (objectt1){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"----------外层调用");
                synchronized (objectt1){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"----------中层调用");
                    synchronized (objectt1){
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"----------内层调用");
                    }
                }
            }
        },"t1").start();
    }

    public static void main(String[] args) {
        v1();
    }

    public static synchronized void v1(){
        System.out.println("=======外层锁");
        v2();
    }
    public static synchronized void v2(){
        System.out.println("=======中层锁");
        v3();
    }
    public static synchronized void v3(){
        System.out.println("=======内层锁");
    }
}


实现结果
t1  ----------外层调用
t1  ----------中层调用
t1  ----------内层调用

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。

package com.zhuangxiaoyan.jdk.juc.JucLock;

import java.sql.Timestamp;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

/**
 * @Classname LockDemo1
 * @Description 实现一个自旋锁
 * @Date 2021/11/26 20:08
 * @Created by xjl
 */
public class LockDemo1 {

    AtomicReference<Thread> atomicReference=new AtomicReference<>();

    public void myLock(){
        Thread thread=Thread.currentThread();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t com in……");
        while (!atomicReference.compareAndSet(null, thread)){
            //自选锁
        }
    }

    public void myUnLock(){
        Thread thread=Thread.currentThread();
        atomicReference.compareAndSet(thread, null);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t invoked myunlock……");
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        LockDemo1 lockDemo1=new LockDemo1();

        new Thread(()->{
            lockDemo1.myLock();
            //暂停一会
            try {TimeUnit.SECONDS.sleep(5);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
            lockDemo1.myUnLock();
        },"AA").start();

        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

        new Thread(()->{
            lockDemo1.myLock();
            lockDemo1.myUnLock();
        },"BB").start();

    }
}

独占锁（写锁）

指该锁一次只能被一个线程所持有。对ReentrantLock和Synchronized而言都是独占锁。

共享锁（读锁）

共享锁:指该锁可被多个线程所持有。 对ReentrantReadWriteLock其读锁是共享锁，其写锁是独占锁。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。

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。

package com.zhuangxiaoyan.jdk.juc.JucLock;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

/**
 * @Classname LockDemo1
 * @Description 实现一个自旋锁
 * @Date 2021/11/26 20:08
 * @Created by xjl
 */

class MyCache {
    private volatile Map<String, Object> map = new HashMap<>();
    private ReentrantReadWriteLock reentrantReadWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();

    public void read(String key) {

        reentrantReadWriteLock.readLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "正在读取");
            try {
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            Object reault = map.get(key);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "读取完成" + reault);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            reentrantReadWriteLock.readLock().unlock();
        }

    }

    public void write(String key, Object vlaue) {
        reentrantReadWriteLock.writeLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "正在写入" + key);
            try {
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            map.put(key, vlaue);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "写入完成");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            reentrantReadWriteLock.writeLock().unlock();
        }
    }

    public void clear() {
        map.clear();
    }

}

public class LockDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        MyCache myCache = new MyCache();
        //构建五个线程写入
        for (int i = 0; i <= 5; i++) {
            final int Temp = i;
            new Thread(() -> {
                myCache.write(Temp + " ", Temp + " ");
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
        //构建五个线程读取

        for (int i = 0; i <= 5; i++) {
            final int Temp = i;
            new Thread(() -> {
                myCache.read(Temp + " ");
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

博文参考