共计 3432 个字符，预计需要花费 9 分钟才能阅读完成。
本文章转自：乐字节
文章次要解说：Java 锁
获取更多 Java 相干材料能够关注公众号《乐字节》发送：999
乐观锁和乐观锁
乐观锁
乐观锁对应于生存中乐观的人，乐观的人总是想着事件往坏的方向倒退。
举个生存中的例子，假如厕所只有一个坑位了，乐观锁上厕所会第一工夫把门反锁上，这样其他人上厕所只能在门外等待，这种状态就是「阻塞」了。
回到代码世界中，一个共享数据加了乐观锁，那线程每次想操作这个数据前都会假如其余线程也可能会操作这个数据，所以每次操作前都会上锁，这样其余线程想操作这个数据拿不到锁只能阻塞了。
在 Java 语言中 synchronized 和 ReentrantLock 等就是典型的乐观锁，还有一些应用了 synchronized 关键字的容器类如 HashTable 等也是乐观锁的利用。
乐观锁
乐观锁 对应于生存中乐观的人，乐观的人总是想着事件往好的方向倒退。
举个生存中的例子，假如厕所只有一个坑位了，乐观锁认为：这荒郊野外的，又没有什么人，不会有人抢我坑位的，每次关门上锁多浪费时间，还是不加锁好了。你看乐观锁就是天生乐观！
回到代码世界中，乐观锁操作数据时不会上锁，在更新的时候会判断一下在此期间是否有其余线程去更新这个数据。
乐观锁能够应用版本号机制和 CAS 算法实现。在 Java 语言中 java.util.concurrent.atomic 包下的原子类就是应用 CAS 乐观锁实现的。
两种锁的应用场景
乐观锁和乐观锁没有孰优孰劣，有其各自适应的场景。
乐观锁实用于写比拟少（抵触比拟小）的场景，因为不必上锁、开释锁，省去了锁的开销，从而晋升了吞吐量。
如果是写多读少的场景，即抵触比较严重，线程间竞争激励，应用乐观锁就是导致线程一直进行重试，这样可能还升高了性能，这种场景下应用乐观锁就比拟适合。
独占锁和共享锁
独占锁
独占锁是指锁一次只能被一个线程所持有。如果一个线程对数据加上排他锁后，那么其余线程不能再对该数据加任何类型的锁。取得独占锁的线程即能读数据又能批改数据。
JDK 中的 synchronized 和 java.util.concurrent(JUC)包中 Lock 的实现类就是独占锁。
共享锁
共享锁是指锁可被多个线程所持有。如果一个线程对数据加上共享锁后，那么其余线程只能对数据再加共享锁，不能加独占锁。取得共享锁的线程只能读数据，不能批改数据。
在 JDK 中 ReentrantReadWriteLock 就是一种共享锁。
互斥锁和读写锁
互斥锁
互斥锁是独占锁的一种惯例实现，是指某一资源同时只容许一个访问者对其进行拜访，具备唯一性和排它性。
互斥锁一次只能一个线程领有互斥锁，其余线程只有期待。
读写锁
读写锁是共享锁的一种具体实现。读写锁治理一组锁，一个是只读的锁，一个是写锁。
读锁能够在没有写锁的时候被多个线程同时持有，而写锁是独占的。写锁的优先级要高于读锁，一个取得了读锁的线程必须能看到前一个开释的写锁所更新的内容。
读写锁相比于互斥锁并发水平更高，每次只有一个写线程，然而同时能够有多个线程并发读。
在 JDK 中定义了一个读写锁的接口：ReadWriteLock
ReentrantReadWriteLock 实现了 ReadWriteLock 接口，具体实现这里不开展，后续会深刻源码解析。
偏心锁和非偏心锁
偏心锁
偏心锁是指多个线程依照申请锁的程序来获取锁，这里相似排队买票，先来的人先买，起初的人在队尾排着，这是偏心的。
在 java 中能够通过构造函数初始化偏心锁
非偏心锁
非偏心锁是指多个线程获取锁的程序并不是依照申请锁的程序，有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁，在高并发环境下，有可能造成优先级翻转，或者饥饿的状态（某个线程始终得不到锁）
在 java 中 synchronized 关键字是非偏心锁，ReentrantLock 默认也是非偏心锁。
可重入锁
可重入锁又称之为递归锁，是指同一个线程在外层办法获取了锁，在进入内层办法会主动获取锁。
对于 Java ReentrantLock 而言, 他的名字就能够看出是一个可重入锁。对于 Synchronized 而言，也是一个可重入锁。
敲黑板：可重入锁的一个益处是可肯定水平防止死锁。
以 synchronized 为例，看一下上面的代码：
下面的代码中 methodA 调用 methodB，如果一个线程调用 methodA 曾经获取了锁再去调用 methodB 就不须要再次获取锁了，这就是可重入锁的个性。如果不是可重入锁的话，mehtodB 可能不会被以后线程执行，可能造成死锁。
自旋锁
自旋锁是指线程在没有取得锁时不是被间接挂起，而是执行一个忙循环，这个忙循环就是所谓的自旋。
自旋锁的目标是为了缩小线程被挂起的几率，因为线程的挂起和唤醒也都是耗资源的操作。
如果锁被另一个线程占用的工夫比拟长，即便自旋了之后以后线程还是会被挂起，忙循环就会变成节约系统资源的操作，反而升高了整体性能。因而自旋锁是不适应锁占用工夫长的并发状况的。
在 Java 中，AtomicInteger 类有自旋的操作，咱们看一下代码：
CAS 操作如果失败就会始终循环获取以后 value 值而后重试。
另外自适应自旋锁也须要理解一下。
在 JDK1.6 又引入了自适应自旋，这个就比拟智能了，自旋工夫不再固定，由前一次在同一个锁上的自旋工夫以及锁的拥有者的状态来决定。如果虚拟机认为这次自旋也很有可能再次胜利那就会秩序较多的工夫，如果自旋很少胜利，那当前可能就间接省略掉自旋过程，避免浪费处理器资源。
分段锁
分段锁 是一种锁的设计，并不是具体的一种锁。
分段锁设计目标是将锁的粒度进一步细化，当操作不须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。
在 Java 语言中 CurrentHashMap 底层就用了分段锁，应用 Segment，就能够进行并发应用了。
锁降级（无锁 | 偏差锁 | 轻量级锁 | 重量级锁）
JDK1.6 为了晋升性能缩小取得锁和开释锁所带来的耗费，引入了 4 种锁的状态：无锁、偏差锁、轻量级锁和重量级锁，它会随着多线程的竞争状况逐步降级，但不能降级。
无锁
无锁状态其实就是下面讲的乐观锁，这里不再赘述。
偏差锁
Java 偏差锁 (Biased Locking) 是指它会偏差于第一个拜访锁的线程，如果在运行过程中，只有一个线程拜访加锁的资源，不存在多线程竞争的状况，那么线程是不须要反复获取锁的，这种状况下，就会给线程加一个偏差锁。
偏差锁的实现是通过管制对象 Mark Word 的标记位来实现的，如果以后是可偏差状态，须要进一步判断对象头存储的线程 ID 是否与以后线程 ID 统一，如果统一间接进入。
轻量级锁
当线程竞争变得比拟强烈时，偏差锁就会降级为轻量级锁，轻量级锁认为尽管竞争是存在的，然而现实状况下竞争的水平很低，通过自旋形式期待上一个线程开释锁。
重量级锁
如果线程并发进一步加剧，线程的自旋超过了肯定次数，或者一个线程持有锁，一个线程在自旋，又来了第三个线程拜访时（反正就是竞争持续加大了），轻量级锁就会收缩为重量级锁，重量级锁会使除了此时领有锁的线程以外的线程都阻塞。
降级到重量级锁其实就是互斥锁了，一个线程拿到锁，其余线程都会处于阻塞期待状态。
在 Java 中，synchronized 关键字外部实现原理就是锁降级的过程：无锁 –> 偏差锁 –> 轻量级锁 –> 重量级锁。这一过程在后续解说 synchronized 关键字的原理时会具体介绍。
锁优化技术（锁粗化、锁打消）
锁粗化
锁粗化就是将多个同步块的数量缩小，并将单个同步块的作用范畴扩充，实质上就是将屡次上锁、解锁的申请合并为一次同步申请。
举个例子，一个循环体中有一个代码同步块，每次循环都会执行加锁解锁操作。
通过锁粗化后就变成上面这个样子了：
锁打消
锁打消是指虚拟机编译器在运行时检测到了共享数据没有竞争的锁，从而将这些锁进行打消。
举个例子让大家更好了解。
下面代码中有一个 test 办法，次要作用是将字符串 s1 和字符串 s2 串联起来。
test 办法中三个变量 s1, s2, stringBuffer，它们都是局部变量，局部变量是在栈上的，栈是线程公有的，所以就算有多个线程拜访 test 办法也是线程平安的。
咱们都晓得 StringBuffer 是线程平安的类，append 办法是同步办法，然而 test 办法原本就是线程平安的，为了晋升效率，虚拟机帮咱们打消了这些同步锁，这个过程就被称为锁打消。
一张图总结：
后面讲了 Java 语言中各种各种的锁，最初再通过六个问题对立总结一下：
感激大家的认同与反对，小编会继续转发《乐字节》优质文章
