并发编程--＞锁--＞锁的分类

目录

1、按锁的性质分类：

互斥锁

读写锁

2、按线程调度机制分类：

自旋锁

阻塞锁

3、按并发策略分类：

悲观锁

乐观锁

4、按可重入性分类：

可重入锁

不可重入锁

5、按公平性分类：

公平锁

非公平锁

6、按作用范围分类：

对象锁

类锁

分布式锁

7、其他分类：

偏向锁、轻量级锁、重量级锁（java的锁优化）

分段锁

条件锁

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先看目录！！先看目录！！先看目录！！

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1、按锁的性质分类：

互斥锁

• 定义：同一时间只允许一个线程访问共享资源
• 特点：强制串行访问，简单但是可能成为性能瓶颈
• 示例：Java中 synchronized关键字、ReentrantLock锁
• 适用场景：写操作频繁或临界区代码较长的场景。

读写锁

• 定义：分为读锁和写锁。读锁允许多线程并发读。写锁独占锁资源
  • 读锁：共享锁
  • 写锁：排他锁 （排他锁是互斥锁的一种特殊表现形式。）
• 特点：提升读多写少场景的性能
• 示例：ReentrantReadWriteLock
• 适用场景：读操作远多于写操作的场景（eg. 缓存）。

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2、按线程调度机制分类：

自旋锁

• 定义：线程通过循环不断的尝试获取锁，不会立即进入阻塞状态。
• 特点：上下文切换开销减少，但是CPU的能耗会提升，可能到只CPU空转。
• 示例：CAS中的 AtomicInteger。
• 适用场景：锁竞争时间短的场景（eg.轻量级操作）。

阻塞锁

• 定义：线程获取锁失败就立即进入阻塞状态（由操作系统调度唤醒）。
• 特点：减少CPU空转，但是上下文切换的开销增加。
• 示例：当锁竞争激烈时synchronized就会升级为阻塞锁。
• 适用场景：锁持有时间较长的场景。

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3、按并发策略分类：

悲观锁

• 定义：假设并发冲突频繁，并且数据冲突是不可避免的，线程访问数据前提前加锁。
• 特点：安全，性能低
• 示例：synchronized，数据库行锁
• 适用场景：
  • 1、高并发切数据竞争激烈：当多个事务需要同时修改一个数据时，悲观锁可以保证数据在任一个时刻只被一个事务访问和修改。避免数据不一致问题和脏读。
  • 2、数据一致性要求极高。
  • 3、写操作频繁：更有效的保护数据
  • 4、事务执行时间长：确保事务执行期间不会有其他事务干扰，数据被其他事务修改，导致数据不一致和脏读。

乐观锁

• 定义：假设并发冲突概率低，通过版本号或CAS机制，更新数据（确保数据一致性）。
• 特点：无锁涉及，需要处理更新失败（重试或者回滚）
• 示例：AtomicInteger
• 适用场景：写操作少；重试成本低；数据冲突少；系统能容忍一定程度的失败。

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4、按可重入性分类：

可重入锁

• 定义：允许同一线程多次获取同一把锁（递归调用不会死锁）。

当线程获取到A锁，在获取之后尝试再次获取A锁时可以直接拿到的。

• 示例：ReentrantLock、Synchronized
• 优势：简化递归逻辑和和复杂同步代码的设计

不可重入锁

• 定义：线程重复获取自己持有的锁有会导致死锁

当线程获取到A锁，在获取之后尝试再次获取A锁，无法获取到，因为A锁被当前线程占着，需要等待自己释放锁后，再获取锁。

• 示例：简单的自旋锁实现。

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5、按公平性分类：

公平锁

• 定义：按照请求顺序分配锁资源（先到先得）。

线程A获取到了锁资源，线程B没有拿到，线程B去排队，线程C来了，锁被A持有，同时线程B在排队。直接排到B的后面，等待B拿到锁资源或者是B取消后，才可以尝试去竞争锁资源。

• 特点：避免线程饥饿，但吞吐量较低。
• 示例：ReentrantLock（true）

非公平锁

• 定义：允许插队，新请求的线程可以直接尝试获取锁资源。

线程A获取到了锁资源，线程B没有拿到，线程B去排队，线程C来了，先竞争一波，

•  线程C拿到了锁资源 -- 插队成功
• 线程C 没有拿到锁资源-- 插队失败，依然要排到线程B 的后面，等待线程B拿到锁资源或者B取消后，才可以继续竞争锁资源

• 特点：高吞吐，但是可能会导致某些线程等待时间过长。
• 示例：ReentrantLock（） （默认非公平）。Synchronized

公平锁绝对公平，非公平锁没有那么的不公平。

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6、按作用范围分类

对象锁

类锁

分布式锁

这部分内容会在Synchronized 部分讲到 -->跳转链接

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7、其他分类：

偏向锁、轻量级锁、重量级锁（java的锁优化）

分段锁

条件锁

这部分内容会在Synchronized 部分讲到 --> 跳转链接

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问题1：排他锁、互斥锁、共享锁、读写锁。这四把锁的关系是什么样的？

读写锁、排他锁、共享锁

• 读写锁的读锁 = 共享锁：允许多线程并发读
• 读写锁的写锁 = 排他锁：保证写操作的独占性
• 读写锁是一个复合机制：通过共享锁和排他锁的写作，平衡了并发性能和数据一致性。

排他锁和互斥锁

• 排他锁是互斥锁的一种特殊形式，专用于读写锁中的写操作。
• 互斥锁是更官方的概念，适用于所有需要独占访问的场景。
• 两者本质都是保证资源的独占性。但排他锁通过读写分离机制优化了并发性能。

• 维度	互斥锁（Mutex）	排他锁（Exclusive Lock）
  定位	通用锁机制，强调互斥访问	特定场景下的互斥锁（专用于写操作）
  应用场景	任何需要互斥的场景	读写锁中的写操作
  锁粒度	粗粒度（不区分读/写）	细粒度（与共享锁配合，区分读/写）
  典型实现	synchronized、ReentrantLock	ReentrantReadWriteLock.WriteLock
  与共享锁关系	不涉及共享锁	必须与共享锁（读锁）成对使用