Java---锁

1.Java里面的各种锁

答：其实如果按照名称来说，锁的分类为：公平锁/非公平锁、可重入锁/不可重入锁、独享锁/共享锁、互斥锁/读写锁、乐观锁/悲观锁、分段锁、偏向锁/轻量级锁/重量级锁、自旋锁：

（1）公平锁/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。非公平锁是指多个线程获取锁的顺序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到锁。

Java中的ReentrantLock，可以通过构造器指定该锁是否公平，默认是非公平的，非公平锁的优势在于吞吐量比公平锁大。而Java中的synchronized，是一种非公平锁，它并不像ReentrantLock一样，通过AQS来实现线程调度，所以没有方法让它变成公平锁。

（2)可重入锁/不可重入锁

当一个线程获得当前实例的锁lock，并且进入了方法A，该线程在方法A没有释放该锁的时候，是否可以再次进入使用该锁的方法B？不可重入锁：在方法A释放锁之前，不可以再次进入方法B；可重入锁：在方法A释放该锁之前可以再次进入方法B。synchronized和ReentrantLock都是可重入锁。

（3)独享锁/共享锁

独享锁是指该锁一次只能被一个线程持有，而共享锁是指该锁一次可以被多个线程持有。synchronized毫无疑问是独享锁，Lock类的实现ReentrantLock也是独享锁，而Lock类的另一个实现ReadWriteLock，它的读锁是共享的（可以让多个线程同时持有，提高读的效率），而它的写锁是独享的。ReadWriteLock的读写，写读，写写的过程是互斥的。
（4）互斥锁/读写锁

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。

互斥锁在Java中的具体实现就是ReentrantLock，包括synchronized。
读写锁在Java中的具体实现就是ReadWriteLock。

(5)乐观锁/悲观锁

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，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。
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。
（6)分段锁：从锁的设计来分的，细化锁的粒度，而不是一有操作就锁住整个对象。例如在ConcurrentHashMap中。

（7)偏向锁/轻量级锁/重量级锁:这三种锁是从锁的状态来划分的，而且是针对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。
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。
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。
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。重量级锁使除了拥有锁的线程以外的线程都阻塞，防止CPU空转。

(8)自旋锁：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。

PS:synchronized 支持不公平锁、可重入锁，但JDK 1.6以后引入了偏向锁、自旋锁和轻量级锁和重量级锁等

2.锁的应用场景

答：

（1）偏向锁：

优点：加锁和解锁不需要额外的开销，和执行非同步方法相比仅存在纳秒级的差距。

缺点：如果线程间存在锁竞争，会带来额外的锁撤销的消耗

适用场景：适用于只有一个线程访问同步块场景

（2）轻量级锁：

优点：竞争的线程不会阻塞，提高了程序的响应速度。

缺点：如果始终得不到锁竞争的线程，使用自旋会消耗CPU

适用场景:追求响应时间，同步块执行速度非常快

（3）重量级锁：

优点：线程竞争不使用自旋，不会消耗CPU

缺点：线程阻塞，响应时间缓慢

适用场景：追求吞吐量。同步块执行速度较长