Java锁相关知识

1. 锁的分类

　java中目前存在几大类型的锁

　- 公平锁/非公平锁：是否按照访问的顺序获取锁。

　- 共享锁/独占锁：共享锁可允许多个线程持有，例如读写锁中的读锁。独占锁只允许一个线程占有。　

　- 可重入锁/不可重入锁：针对同一个线程，是否能重复加锁。在函数互调的时候容易出现。

　- 乐观锁/悲观锁：乐观锁的执行流程是：操作前不会加锁，在更新的时候通过版本号和cas来判断是否能执行，适合读多写少的的情况。例如mysql的mvvc。

　　　　　　　　　 悲观锁的执行流程是：操作前必须先获取到锁然后才能进行操作。

　- 条件锁/读写锁：lock.condition，需要满足条件(sinal)才能解锁。读写锁：lock下实现的，其中有读锁和写锁(读读可以，其他只允许一个线程执行)，乐观锁。

　ps: cas是通过while循环不断的自旋尝试修改，比较适合锁的时间比较短的场景。

 

2. 锁的理解

　比较通俗的理解就是，锁是相当于临界区的钥匙，当然有不同的锁，不同的钥匙。

 

3. lock和synchronized的区别

　- lock是接口，是jdk层面的。synchronized是java关键字，是jvm层面的。

　- synchronized可以实现自动释放锁，有完善的解锁机制。lock必须手动解锁。

　- lock提供了接口支持锁的状态判断，synchronized不支持。

　- synchronized是独占锁，无法获取锁的线程会堵塞。lock中可以通过trylock判断是否有线程占用了锁，可以防止堵塞

　- synchronized的底层(字节码)是通过monitorenter和monitorexit实现加锁和解锁。lock底层则是通过aqs和cas实现的。

　- synchronized是非公平，独占，可重入的，不可中断。 lock是可公平/非公平，可重入，可中断的。
　ps: aqs=队列+cas

 

4. 锁在java的数据结构中的运用

　1. hashtable: 所有函数都是加了synchronized的，因此是线程安全的，没啥好分析的，性能当然也比较差。

　2. vector：和arraylist不同，是线程安全的。也是通过synchronized实现。

　3. copyonwritearraylist(copyonwritearrayset)：读不需要加锁(通过array.copyof直接改变内部map的引用，浪费内存)，写是通过reentrantlock加锁实现的线程安全。在读多写少的场景可以大大提升效率。

　4. concurrentlinkedqueue：高效的并发队列，源码解析将在后续整理。通过cas和"wait-free"算法实现

　5. concurrenthashmap：不同于hashtable的加锁方式，在jdk1.7的时候是采用的分段锁的方式大大减少了锁竞争，一个segment里面有一个hash表。采用链表解决hash冲突。在jdk1.8以后采用cas+synchronized锁住node的形式(看看guava的缓存实现方式)，同时在同一个node下冲突的节点数量超过阈值则会转化成红黑树，减少查找的时间复杂度。

　ps: concurrenthashmap这种解决并发的算法和思想很值得在工作中借鉴和运用，也是用来考研一个人对于并发的理解深度。

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