锁的分类全面解析-优快云博客

1. 按锁的特性分类

(1) 乐观锁 vs 悲观锁

类型	实现方式	适用场景	示例
乐观锁	假设无冲突，失败时重试	读多写少	`CAS`、`AtomicInteger`
悲观锁	假设会冲突，先加锁	写多读少	`synchronized`、`ReentrantLock`

关键区别：

乐观锁：版本号或CAS机制（如数据库MVCC）
悲观锁：直接加锁（如synchronized）

(2) 公平锁 vs 非公平锁

类型	特点	实现
公平锁	按申请顺序分配锁	`ReentrantLock(true)`
非公平锁	允许插队，吞吐量更高（默认）	`synchronized`、`ReentrantLock()`

性能对比：

公平锁：减少饥饿，但上下文切换多
非公平锁：吞吐量高约10%，但可能饥饿

(3) 可重入锁 vs 不可重入锁

类型	特点	示例
可重入锁	同一线程可重复获取锁	`synchronized`、`ReentrantLock`
不可重入锁	重复获取会导致死锁	自定义简单锁

可重入锁实现原理：

// ReentrantLock 内部通过计数器实现重入
if (currentThread == ownerThread) {
    state++;  // 重入次数+1
}

2. 按锁的实现方式分类

(1) 内置锁（JVM 实现）

synchronized
- 自动获取/释放锁
- 支持锁升级（偏向锁→轻量级锁→重量级锁）

(2) 显式锁（JDK 实现）

ReentrantLock
- 需要手动lock()/unlock()
- 支持公平/非公平、可中断、超时等特性
StampedLock（Java 8+）
- 乐观读锁+写锁混合模式

3. 按锁的粒度分类

类型	特点	示例
粗粒度锁	锁住整个资源	同步整个方法
细粒度锁	只锁部分数据	`ConcurrentHashMap`分段锁
锁分段	将数据分片，不同片用不同锁	`ConcurrentHashMap`（Java 7）

优化趋势：
🔹 Hashtable（全局锁） → 🔹 ConcurrentHashMap（分段锁） → 🔹 CAS+synchronized（Java 8+）

4. 按线程阻塞方式分类

(1) 自旋锁

原理：线程循环尝试获取锁（避免上下文切换）
适用场景：锁竞争时间短（如AtomicInteger）
风险：长时间自旋浪费CPU

(2) 阻塞锁

原理：获取失败时线程进入WAITING状态
实现：synchronized、ReentrantLock

5. 按共享性分类

类型	特点	示例
独占锁	同一时间只有一个线程能持有	`ReentrantLock`
共享锁	多个线程可同时读取	`ReentrantReadWriteLock.ReadLock`

读写锁对比：

ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();
rwLock.readLock().lock();   // 多个线程可同时读
rwLock.writeLock().lock();  // 独占写锁

6. 特殊锁类型

(1) 偏向锁（Biased Locking）

优化场景：单线程重复访问同步块
原理：在对象头记录线程ID，避免CAS操作

(2) 轻量级锁

优化场景：多线程无竞争
原理：用CAS替换操作系统互斥锁

(3) 重量级锁

最终方案：通过操作系统mutex实现
特点：上下文切换成本高

7. 分布式锁

实现方式	特点	示例
数据库	简单但性能差	`SELECT FOR UPDATE`
Redis	高性能，需处理续约问题	`SETNX`+`Redisson`
Zookeeper	强一致，可靠性高	临时顺序节点

面试回答模板

"锁可以从多个维度分类：

按特性分乐观锁（如CAS）和悲观锁（如synchronized）；

按公平性分公平锁和非公平锁；

按粒度分粗粒度锁和细粒度锁（如ConcurrentHashMap分段锁）；

按共享性分独占锁和共享锁（如读写锁）。
实际选择时，需根据场景权衡性能与安全性。"