Java 中的锁居然有这么多!
乐观锁
说到这个就不得不提下 JAVA
中的 CAS
了,它是这种思想的具体实现~,还记得上文 频繁出现的 Unsafe
类吗,ConcurrentHashMap
就是通过它去调用这个 CAS
( Compare And Swap / Set ),去设置值的 😋
概念:
读不加锁,更新数据期间会加锁(保证原子性)
详解:
读数据时 会很乐观的认为别的线程没有在修改数据,所以不会上锁。
写数据时 会判断当前值和期望值一不一样,一样的话会进行修改,此时修改会加锁。
(这里还有些很硬核的点,涉及到硬件层面的锁~ 基于 MESI 协议滴 后面具体专题再扩展下!😝 )
实现方式:
CAS 机制、版本号机制,时间戳机制
为什么会多后面两种机制呢,其实这里是为了解决这个 ABA 问题
ABA 问题
场景模拟,现在有三条线程
线程 1 读取变量 a,此时 a=1
线程 2 读取变量 a,此时 a=1, 比较后将它改为 a=2
线程 3 读取变量 a,此时 a=2, 比较后将它改为 a=1
这时线程 1 发现变量 a 还是 1 ,和原来一样,就将它改成其他值了
可以发现这个过程中 线程 1 在修改值的时候,线程 2,3 已经修改过变量 a 的值了,但是它毫不知情~
所以呢,为了解决这个问题,就引入了这个版本号机制 或者 时间戳机制~
其实就是多比较一个值,比如 每次更改时再比较下这个版本号或者时间戳对不对得上~
额 这里既然只讲 Java ,那也不扯远啦~ 嘿嘿,不过道理还是通用的!
小伙伴们可以参考下 这个 原子类中的 AtomicStampedReference
,它就解决了这个 ABA 问题
悲观锁
这个就和乐观完全相反啦~ 不管读操作还是写操作,都悲观的认为会被别的线程改变,所以 不管是读还是写都会 加锁
概念:
悲观的认为,读写都要加锁,不然值会被其他线程改变~
实现方式:
synchronized ,ReentrantLock
公平锁
公平嘛,要讲究先来后到 😄
概念:
多个线程按照申请锁的顺序来获取锁
原理:主要依赖于维护这个锁的 等待队列,当队列为空时就直接占有锁, 不为空就加入到 等待队列 的末尾,然后按照 FIFO 的原则去获取锁。
实现方式:
创建 ReentrantLock 时,显示指定 new ReentrantLock(true)
其实是靠这个 AQS 来实现公平和非公平的,这里也埋个坑🕳 后面会详解这个专题的😋
非公平锁
这个就不和你讲先来后到了 😄
概念:
多个线程 不按照先到先得的方式去获取锁, 有可能后申请的线程会先得到锁~
原理:非公平锁会尝试获取锁,失败的话会加入到 等待队列 的末尾,然后按照 FIFO 的原则去获取锁 ,变成公平锁的方式~
实现方式:
创建 ReentrantLock
时,显示指定 new ReentrantLock(false)
或者使用默认的方式 new ReentrantLock();
还有 synchronized
这个关键字也是非公平的
独享锁(独占锁)
独自占有锁,不和其他线程共享~ 😄 和 互斥锁,排他锁,悲观锁 同义
概念:
只允许一条线程占有该锁
实现方式:
synchronized
,ReentrantLock
还有 ReentrantReadWriteLock
中 的 写锁
共享锁
可以和其他线程共享该锁~ 😄 和 乐观锁,读写锁 同义
概念:
锁可被多个线程所持有
实现方式:
ReentrantReadWriteLock
,ReadWriteLock
这两个中的 读锁
互斥锁(同步锁)
可以理解为独占锁的具体实现~😄
概念:
表示该资源只能被一条线程访问,不能被其他访问
实现方式:
synchronized
,ReentrantLock
读写锁
顾名思义~ 有读锁和写锁 😄
读读不互斥
读写互斥
写写互斥
概念:
表示该资源允许 多条持有读锁的线程共同访问,但是只允许一条持有写锁的线程独占
实现方式:
ReentrantReadWriteLock
,ReadWriteLock
这里还涉及到锁的降级,还有可重入等一些有意思的点~ ,埋个坑🕳 后面也会写到的😋
可重入锁(递归锁)
什么是可重入呢~ 😄
概念:
当一个线程持有某个锁时,可以再次获取该锁而不会导致死锁或者阻塞
特点:
获取 n 次 锁 ,也要释放 n 次锁
实现方式:
synchronized
,ReentrantLock
分段锁
这个主要是 Jdk1.7 版本 的 CurrentHashMap
😄
概念:
简单回忆下~
CurrentHashMap
中 的Segment
数组 ,put 操作时会调用ReentrantLock
的 lock 方法,锁住该Segment
实现方式:
synchronized
,ReentrantLock
自旋锁
哈哈 看了上文之后是不是觉得这个也特眼熟呀~ 😄
小伙伴们可以参看下 CurrentHashMap
中源码对这块的实现 ,如 put
源码
概念:
让线程不断地循环,去尝试获取锁
实现方式:
CAS
这里其实有很多可以扩展的,除了它的优缺点之外,还有 自适应自旋 这个和 虚拟机 相关的 ,埋个坑🕳 😋
死锁
情景模拟
线程 1 拥有 资源 A 的锁,线程 2 拥有 资源 B 的锁,但是线程 1 在持有 A 锁的情况下,还想拥有 B 锁。同理 线程 2 在持有 B 锁的情况下,还想拥有 A 锁。他们两就这样僵持着,互相等待对方释放锁🔒
概念:
死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。
锁升级
无锁 -> 偏向锁 -> 轻量级锁 -> 重量级锁
这里涉及到 锁优化技术 ,后面和 锁粗化,锁解除 等作为一个专题写写✍
👉 做了思维导图后发现这里有这么多专题得缕一缕的 o((>ω< ))o
只能再加把劲啦!
下期见啦各位!😝
作者:4ye 酱
链接:https://juejin.cn/post/6943137791874187294
来源:掘金
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