1.共享锁
共享锁是一种思想: 可以有多个线程获取读锁,以共享的方式持有锁。和乐观锁、读写锁同义。
Java中用到的共享锁:ReentrantReadWriteLock。
2.独占锁
独占锁是一种思想: 只能有一个线程获取锁,以独占的方式持有锁。和悲观锁、互斥锁同义。
Java中用到的独占锁: synchronized,ReentrantLock
3.重量级锁
重量级锁是一种称谓:synchronized是通过对象内部的一个叫做监视器锁(monitor)来实现的,监视器锁本身依赖底层的操作系统的 Mutex Lock来实现。操作系统实现线程的切换需要从用户态切换到核心态,成本非常高。这种依赖于操作系统 Mutex Lock来实现的锁称为重量级锁。为了优化synchonized,引入了轻量级锁,偏向锁。
Java中的重量级锁: synchronized
4.轻量级锁
轻量级锁是JDK6时加入的一种锁优化机制: 轻量级锁是在无竞争的情况下使用CAS操作去消除同步使用的互斥量。轻量级是相对于使用操作系统互斥量来实现的重量级锁而言的。轻量级锁在没有多线程竞争的前提下,减少传统的重量级锁使用操作系统互斥量产生的性能消耗。如果出现两条以上的线程争用同一个锁的情况,那轻量级锁将不会有效,必须膨胀为重量级锁。
优点: 如果没有竞争,通过CAS操作成功避免了使用互斥量的开销。
缺点: 如果存在竞争,除了互斥量本身的开销外,还额外产生了CAS操作的开销,因此在有竞争的情况下,轻量级锁比传统的重量级锁更慢。
5.偏向锁
偏向锁是JDK6时加入的一种锁优化机制: 在无竞争的情况下把整个同步都消除掉,连CAS操作都不去做了。偏是指偏心,它的意思是这个锁会偏向于第一个获得它的线程,如果在接下来的执行过程中,该锁一直没有被其他的线程获取,则持有偏向锁的线程将永远不需要再进行同步。持有偏向锁的线程以后每次进入这个锁相关的同步块时,虚拟机都可以不再进行任何同步操作(例如加锁、解锁及对Mark Word的更新操作等)。
优点: 把整个同步都消除掉,连CAS操作都不去做了,优于轻量级锁。
缺点: 如果程序中大多数的锁都总是被多个不同的线程访问,那偏向锁就是多余的。
6.分段锁
分段锁是一种机制: 最好的例子来说明分段锁是ConcurrentHashMap。
ConcurrentHashMap原理:它内部细分了若干个小的 HashMap,称之为段 (Segment)。 默认情况下一个 ConcurrentHashMap 被进一步细分为 16 个段,既就是锁的并发度。如果需要在 ConcurrentHashMap 添加一项key-value,并不是将整个 HashMap 加锁,而是首先根据hashcode 得到该key-value应该存放在哪个段中,然后对该段加锁,并完成 put 操作。在多线程环境中,如果多个线程同时进行put操作,只要被加入的key-value不存放在同一个段中,则线程间可以做到真正的并行。
线程安全:ConcurrentHashMap 是一个 Segment 数组, Segment 通过继承ReentrantLock 来进行加锁,所以每次需要加锁的操作锁住的是一个 segment,这样只要保证每个 Segment 是线程安全的,也就实现了全局的线程安全。