雖然我知道你也是一臉懵逼的進(jìn)來(lái)偷办，一臉懵逼的出去澄港，但是等你深入了解后，你會(huì)收益匪淺的回梧，小白可以先收藏起來(lái)

其實(shí)如果按照名稱(chēng)來(lái)說(shuō)，鎖大概有以下名詞：

自旋鎖 狱意，自旋鎖的其他種類(lèi)，阻塞鎖详囤，可重入鎖 ，讀寫(xiě)鎖蚓再，互斥鎖，悲觀鎖，樂(lè)觀鎖靶庙，公平鎖，偏向鎖， 對(duì)象鎖护姆，線(xiàn)程鎖，鎖粗化卵皂，鎖消除，輕量級(jí)鎖殴玛，重量級(jí)鎖， 信號(hào)量滚粟，獨(dú)享鎖，共享鎖凡壤，分段鎖

我們所說(shuō)的鎖的分類(lèi)其實(shí)應(yīng)該按照鎖的特性和設(shè)計(jì)來(lái)劃分

概述

其實(shí)從并發(fā)的角度來(lái)講，按照線(xiàn)程安全的三種策略看亚侠，主要內(nèi)容都集中在互斥同步里俗扇，我們所討論的鎖也集中在這個(gè)部分。這個(gè)部分的鎖都是悲觀鎖狐援，第二個(gè)部分是非阻塞同步，這個(gè)部分也就一種通過(guò)CAS進(jìn)行原子類(lèi)操作啥酱，這個(gè)部分可以看成樂(lè)觀鎖，其實(shí)也就是不加鎖镶殷。第三個(gè)部分是無(wú)同步方案，包括可重入代碼和線(xiàn)程本地存儲(chǔ)绘趋。

我們這里主要討論的就是互斥同步這一部分。

常見(jiàn)的鎖

Synchronized和Lock

其實(shí)我們真正用到的鎖也就那么兩三種陷遮，只不過(guò)依據(jù)設(shè)計(jì)方案和性質(zhì)對(duì)其進(jìn)行了大量的劃分。

以下一個(gè)鎖是原生語(yǔ)義上的實(shí)現(xiàn)

Synchronized搅方，它就是一個(gè)：非公平比吭，悲觀姨涡，獨(dú)享，互斥涛漂，可重入的重量級(jí)鎖

以下兩個(gè)鎖都在JUC包下赏表，是API層面上的實(shí)現(xiàn)

ReentrantLock匈仗，它是一個(gè)：默認(rèn)非公平但可實(shí)現(xiàn)公平的，悲觀锚沸，獨(dú)享，互斥前标，可重入，重量級(jí)鎖炼列。

ReentrantReadWriteLocK，它是一個(gè)俭尖，默認(rèn)非公平但可實(shí)現(xiàn)公平的，悲觀稽犁，寫(xiě)?yīng)毾恚x共享已亥，讀寫(xiě)来屠，可重入，重量級(jí)鎖俱笛。

ReentrantLock與synchronized 的區(qū)別

ReentrantLock的高級(jí)操作

中斷等待

ReentrantLock 擁有Synchronized相同的并發(fā)性和內(nèi)存語(yǔ)義，此外還多了 鎖投票迎膜，定時(shí)鎖等候和中斷鎖等候。

線(xiàn)程A和B都要獲取對(duì)象O的鎖定磕仅，假設(shè)A獲取了對(duì)象O鎖镊讼，B將等待A釋放對(duì)O的鎖定

如果使用 synchronized 平夜，如果A不釋放，B將一直等下去忽妒，不能被中斷

如果 使用ReentrantLock，如果A不釋放段直，可以使B在等待了足夠長(zhǎng)的時(shí)間以后，中斷等待鸯檬，而干別的事情

ReentrantLock獲取鎖定有三種方式：

lock(), 如果獲取了鎖立即返回螺垢，如果別的線(xiàn)程持有鎖，當(dāng)前線(xiàn)程則一直處于休眠狀態(tài)枉圃，直到獲取鎖

tryLock(), 如果獲取了鎖立即返回true，如果別的線(xiàn)程正持有鎖孽亲，立即返回false

tryLock(long timeout,TimeUnit unit)， 如果獲取了鎖定立即返回true返劲，如果別的線(xiàn)程正持有鎖，會(huì)等待參數(shù)給定的時(shí)間篮绿，在等待的過(guò)程中，如果獲取了鎖定搔耕，就返回true，如果等待超時(shí)弃榨，返回false；

lockInterruptibly:如果獲取了鎖定立即返回娜饵，如果沒(méi)有獲取鎖定，當(dāng)前線(xiàn)程處于休眠狀態(tài)箱舞，直到獲取鎖定遍坟，或者當(dāng)前線(xiàn)程被別的線(xiàn)程中斷

可實(shí)現(xiàn)公平鎖

對(duì)于Java ReentrantLock而言愿伴，通過(guò)構(gòu)造函數(shù)指定該鎖是否是公平鎖，默認(rèn)是非公平鎖隔节。非公平鎖的優(yōu)點(diǎn)在于吞吐量比公平鎖大。

鎖綁定多個(gè)條件

鎖綁定多個(gè)條件是指一個(gè)ReentrantLock對(duì)象可以同時(shí)綁定多個(gè)Condition對(duì)象怎诫，而在synchronized中，鎖對(duì)象的wait（）和notify（）或notifyAll（）方法可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)隱含的條件幻妓，如果要和多于一個(gè)的條件關(guān)聯(lián)的時(shí)候劫拢，就不得不額外地添加一個(gè)鎖，而ReentrantLock則無(wú)須這樣做尚镰，只需要多次調(diào)用newCondition（）方法即可。

synchronized的優(yōu)勢(shì)

synchronized是在JVM層面上實(shí)現(xiàn)的狗唉，不但可以通過(guò)一些監(jiān)控工具監(jiān)控synchronized的鎖定，而且在代碼執(zhí)行時(shí)出現(xiàn)異常分俯，JVM會(huì)自動(dòng)釋放鎖定，但是使用Lock則不行缸剪，lock是通過(guò)代碼實(shí)現(xiàn)的，要保證鎖定一定會(huì)被釋放杏节，就必須將unLock()放到finally{}中

應(yīng)用場(chǎng)景

在資源競(jìng)爭(zhēng)不是很激烈的情況下，Synchronized的性能要優(yōu)于ReetrantLock镊逝，但是在資源競(jìng)爭(zhēng)很激烈的情況下，Synchronized的性能會(huì)下降幾十倍撑蒜，但是ReetrantLock的性能能維持常態(tài)；

按照其性質(zhì)分類(lèi)

公平鎖/非公平鎖

公平鎖是指多個(gè)線(xiàn)程按照申請(qǐng)鎖的順序來(lái)獲取鎖座菠。非公平鎖是指多個(gè)線(xiàn)程獲取鎖的順序并不是按照申請(qǐng)鎖的順序，有可能后申請(qǐng)的線(xiàn)程比先申請(qǐng)的線(xiàn)程優(yōu)先獲取鎖浴滴。有可能，會(huì)造成優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)或者饑餓現(xiàn)象巡莹。對(duì)于Java ReentrantLock而言，通過(guò)構(gòu)造函數(shù)指定該鎖是否是公平鎖降宅，默認(rèn)是非公平鎖腰根。非公平鎖的優(yōu)點(diǎn)在于吞吐量比公平鎖大。對(duì)于Synchronized而言额嘿，也是一種非公平鎖。由于其并不像ReentrantLock是通過(guò)AQS的來(lái)實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程調(diào)度册养，所以并沒(méi)有任何辦法使其變成公平鎖。

樂(lè)觀鎖/悲觀鎖

樂(lè)觀鎖與悲觀鎖不是指具體的什么類(lèi)型的鎖球拦，而是指看待并發(fā)同步的角度帐我。悲觀鎖認(rèn)為對(duì)于同一個(gè)數(shù)據(jù)的并發(fā)操作，一定是會(huì)發(fā)生修改的拦键，哪怕沒(méi)有修改，也會(huì)認(rèn)為修改芬为。因此對(duì)于同一個(gè)數(shù)據(jù)的并發(fā)操作，悲觀鎖采取加鎖的形式媚朦。悲觀的認(rèn)為，不加鎖的并發(fā)操作一定會(huì)出問(wèn)題莲镣。樂(lè)觀鎖則認(rèn)為對(duì)于同一個(gè)數(shù)據(jù)的并發(fā)操作，是不會(huì)發(fā)生修改的瑞侮。在更新數(shù)據(jù)的時(shí)候鼓拧，會(huì)采用嘗試更新越妈，不斷重新的方式更新數(shù)據(jù)。樂(lè)觀的認(rèn)為梅掠，不加鎖的并發(fā)操作是沒(méi)有事情的。從上面的描述我們可以看出阎抒，悲觀鎖適合寫(xiě)操作非常多的場(chǎng)景，樂(lè)觀鎖適合讀操作非常多的場(chǎng)景且叁，不加鎖會(huì)帶來(lái)大量的性能提升。悲觀鎖在Java中的使用逞带，就是利用各種鎖。樂(lè)觀鎖在Java中的使用穆趴，是無(wú)鎖編程，常常采用的是CAS算法未妹，典型的例子就是原子類(lèi)，通過(guò)CAS自旋實(shí)現(xiàn)原子操作的更新教寂。

獨(dú)享鎖/共享鎖

獨(dú)享鎖是指該鎖一次只能被一個(gè)線(xiàn)程所持有。共享鎖是指該鎖可被多個(gè)線(xiàn)程所持有酪耕。對(duì)于Java ReentrantLock而言，其是獨(dú)享鎖迂烁。但是對(duì)于Lock的另一個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi)ReentrantReadWriteLock，其讀鎖是共享鎖盟步，其寫(xiě)鎖是獨(dú)享鎖躏结。讀鎖的共享鎖可保證并發(fā)讀是非常高效的，讀寫(xiě)，寫(xiě)讀 黄橘，寫(xiě)寫(xiě)的過(guò)程是互斥的。獨(dú)享鎖與共享鎖也是通過(guò)AQS來(lái)實(shí)現(xiàn)的塞关，通過(guò)實(shí)現(xiàn)不同的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)獨(dú)享或者共享小压。對(duì)于Synchronized而言，當(dāng)然是獨(dú)享鎖怠益。

互斥鎖/讀寫(xiě)鎖

上面講的獨(dú)享鎖/共享鎖就是一種廣義的說(shuō)法，互斥鎖/讀寫(xiě)鎖就是具體的實(shí)現(xiàn)溉痢。互斥鎖在Java中的具體實(shí)現(xiàn)就是ReentrantLock，讀寫(xiě)鎖在Java中的具體實(shí)現(xiàn)就是ReentrantReadWriteLock

可重入鎖

可重入鎖又名遞歸鎖髓削，是指在同一個(gè)線(xiàn)程在外層方法獲取鎖的時(shí)候，在進(jìn)入內(nèi)層方法會(huì)自動(dòng)獲取鎖立膛。說(shuō)的有點(diǎn)抽象，下面會(huì)有一個(gè)代碼的示例宝泵。對(duì)于Java ReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一個(gè)可重入鎖，其名字是Reentrant Lock重新進(jìn)入鎖儿奶。對(duì)于Synchronized而言,也是一個(gè)可重入鎖〈成樱可重入鎖的一個(gè)好處是可一定程度避免死鎖。

public sychrnozied void test() {

? ? xxxxxx;

? ? test2();

}

public sychronized void test2() {

? ? yyyyy;

}

在上面代碼段中瓤鼻，執(zhí)行 test 方法需要獲得當(dāng)前對(duì)象作為監(jiān)視器的對(duì)象鎖，但方法中又調(diào)用了 test2 的同步方法茬祷。

如果鎖是具有可重入性的話(huà)，那么該線(xiàn)程在調(diào)用 test2 時(shí)并不需要再次獲得當(dāng)前對(duì)象的鎖，可以直接進(jìn)入 test2 方法進(jìn)行操作滚停。

如果鎖是不具有可重入性的話(huà)，那么該線(xiàn)程在調(diào)用 test2 前會(huì)等待當(dāng)前對(duì)象鎖的釋放铐刘，實(shí)際上該對(duì)象鎖已被當(dāng)前線(xiàn)程所持有，不可能再次獲得镰吵。

如果鎖是不具有可重入性特點(diǎn)的話(huà)，那么線(xiàn)程在調(diào)用同步方法疤祭、含有鎖的方法時(shí)就會(huì)產(chǎn)生死鎖。

按照設(shè)計(jì)方案來(lái)分類(lèi)

自旋鎖/自適應(yīng)自旋鎖

在Java中勺馆，自旋鎖是指嘗試獲取鎖的線(xiàn)程不會(huì)立即阻塞，而是采用循環(huán)的方式去嘗試獲取鎖侨核，這樣的好處是減少線(xiàn)程上下文切換的消耗，缺點(diǎn)是循環(huán)會(huì)消耗CPU搓译。

鎖粗化/鎖消除

鎖消除是指虛擬機(jī)即時(shí)編譯器在運(yùn)行時(shí)，對(duì)一些代碼上要求同步豌鸡，但是被檢測(cè)到不可能存在共享數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)的鎖進(jìn)行消除。鎖消除的主要判定依據(jù)來(lái)源于逃逸分析的數(shù)據(jù)支持涯冠，如果判斷在一段代碼中，堆上的所有數(shù)據(jù)都不會(huì)逃逸出去從而被其他線(xiàn)程訪問(wèn)到逼庞，那就可以把它們當(dāng)做棧上數(shù)據(jù)對(duì)待，認(rèn)為它們是線(xiàn)程私有的往堡，同步加鎖自然就無(wú)須進(jìn)行。

如果一系列的連續(xù)操作都對(duì)同一個(gè)對(duì)象反復(fù)加鎖和解鎖虑灰，甚至加鎖操作是出現(xiàn)在循環(huán)體中的，那即使沒(méi)有線(xiàn)程競(jìng)爭(zhēng)穆咐，頻繁地進(jìn)行互斥同步操作也會(huì)導(dǎo)致不必要的性能損耗字旭。如果虛擬機(jī)探測(cè)到有這樣一串零碎的操作都對(duì)同一個(gè)對(duì)象加鎖崖叫，將會(huì)把加鎖同步的范圍擴(kuò)展（粗化）到整個(gè)操作序列的外部

偏向鎖/輕量級(jí)鎖/重量級(jí)鎖

這三種鎖是指鎖的狀態(tài)沐祷，并且是針對(duì)Synchronized袖外。在Java 5通過(guò)引入鎖升級(jí)的機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)高效Synchronized脂男。這三種鎖的狀態(tài)是通過(guò)對(duì)象監(jiān)視器在對(duì)象頭中的字段來(lái)表明的养叛。

偏向鎖是指一段同步代碼一直被一個(gè)線(xiàn)程所訪問(wèn)弃甥，那么該線(xiàn)程會(huì)自動(dòng)獲取鎖。降低獲取鎖的代價(jià)淆攻。

輕量級(jí)鎖是指當(dāng)鎖是偏向鎖的時(shí)候，被另一個(gè)線(xiàn)程所訪問(wèn)嘿架，偏向鎖就會(huì)升級(jí)為輕量級(jí)鎖，其他線(xiàn)程會(huì)通過(guò)自旋的形式嘗試獲取鎖耸彪，不會(huì)阻塞，提高性能搜囱。

重量級(jí)鎖是指當(dāng)鎖為輕量級(jí)鎖的時(shí)候蜀肘，另一個(gè)線(xiàn)程雖然是自旋，但自旋不會(huì)一直持續(xù)下去扮宠，當(dāng)自旋一定次數(shù)的時(shí)候，還沒(méi)有獲取到鎖坛增，就會(huì)進(jìn)入阻塞，該鎖膨脹為重量級(jí)鎖薄腻。重量級(jí)鎖會(huì)讓其他申請(qǐng)的線(xiàn)程進(jìn)入阻塞，性能降低庵楷。

分段鎖

分段鎖其實(shí)是一種鎖的設(shè)計(jì)楣颠，并不是具體的一種鎖咐蚯，對(duì)于ConcurrentHashMap而言，其并發(fā)的實(shí)現(xiàn)就是通過(guò)分段鎖的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的并發(fā)操作春锋。我們以ConcurrentHashMap來(lái)說(shuō)一下分段鎖的含義以及設(shè)計(jì)思想，ConcurrentHashMap中的分段鎖稱(chēng)為Segment期奔，它即類(lèi)似于HashMap（JDK7與JDK8中HashMap的實(shí)現(xiàn)）的結(jié)構(gòu)，即內(nèi)部擁有一個(gè)Entry數(shù)組能庆，數(shù)組中的每個(gè)元素又是一個(gè)鏈表；同時(shí)又是一個(gè)ReentrantLock（Segment繼承了ReentrantLock)搁胆。

當(dāng)需要put元素的時(shí)候，并不是對(duì)整個(gè)hashmap進(jìn)行加鎖渠旁，而是先通過(guò)hashcode來(lái)知道他要放在那一個(gè)分段中，然后對(duì)這個(gè)分段進(jìn)行加鎖粤铭，所以當(dāng)多線(xiàn)程put的時(shí)候，只要不是放在一個(gè)分段中梆惯，就實(shí)現(xiàn)了真正的并行的插入。

但是垛吗，在統(tǒng)計(jì)size的時(shí)候，可就是獲取hashmap全局信息的時(shí)候烁登，就需要獲取所有的分段鎖才能統(tǒng)計(jì)。分段鎖的設(shè)計(jì)目的是細(xì)化鎖的粒度饵沧，當(dāng)操作不需要更新整個(gè)數(shù)組的時(shí)候，就僅僅針對(duì)數(shù)組中的一項(xiàng)進(jìn)行加鎖操作羡儿。