java鎖,java鎖機制詳細講解

本文目錄一覽：

• 1、在java中有哪些鎖
• 2、java 鎖有幾種
• 3、Java中有哪些鎖，區別是什麼
• 4、Java鎖有哪些種類，以及區別

在java中有哪些鎖

給你整理了Java中的一些鎖：

公平鎖/非公平鎖

可重入鎖

獨享鎖/共享鎖

互斥鎖/讀寫鎖

樂觀鎖/悲觀鎖

分段鎖

偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖

自旋鎖

上面是很多鎖的名詞，這些分類並不是全是指鎖的狀態，有的指鎖的特性，有的指鎖的設計

java 鎖有幾種

樂觀鎖/悲觀鎖

樂觀鎖與悲觀鎖不是指具體的什麼類型的鎖，而是指看待並發同步的角度。

悲觀鎖認為對於同一個數據的並發操作，一定是會發生修改的，哪怕沒有修改，也會認為修改。因此對於同一個數據的並發操作，悲觀鎖採取加鎖的形式。悲觀的認為，不加鎖的並發操作一定會出問題。

樂觀鎖則認為對於同一個數據的並發操作，是不會發生修改的。在更新數據的時候，會採用嘗試更新，不斷重新的方式更新數據。樂觀的認為，不加鎖的並發操作是沒有事情的。

從上面的描述我們可以看出，悲觀鎖適合寫操作非常多的場景，樂觀鎖適合讀操作非常多的場景，不加鎖會帶來大量的性能提升。

公平鎖/非公平鎖

公平鎖是指多個線程按照申請鎖的順序來獲取鎖。

非公平鎖是指多個線程獲取鎖的順序並不是按照申請鎖的順序，有可能後申請的線程比先申請的線程優先獲取鎖。

優點：在於吞吐量比公平鎖大。

缺點：可能會造成優先級反轉或者某些線程飢餓現象(一直拿不到鎖)。

對於Java ReentrantLock而言，通過構造函數指定該鎖是否是公平鎖，默認是非公平鎖。

對於Synchronized而言，也是一種非公平鎖。由於其並不像ReentrantLock是通過AQS的來實現線程調度，所以並沒有任何辦法使其變成公平鎖。

可重入鎖

可重入鎖的概念是自己可以再次獲取自己的內部鎖。

舉個例子，比如一條線程獲得了某個對象的鎖，此時這個對象鎖還沒有釋放，當其再次想要獲取這個對象的鎖的時候還是可以獲取的（如果不可重入的鎖的話，此刻會造成死鎖）。說的更高深一點可重入鎖是一種遞歸無阻塞的同步機制。

對於Java ReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一個可重入鎖，其名字是Re entrant Lock重新進入鎖。

對於Synchronized而言,也是一個可重入鎖。可重入鎖的一個好處是可一定程度避免死鎖。

獨享鎖/共享鎖

獨享鎖是指該鎖一次只能被一個線程所持有。

共享鎖是指該鎖可被多個線程所持有。

對於Java ReentrantLock（互斥鎖）而言，其是獨享鎖。

但是對於Lock的另一個實現類ReadWriteLock（讀寫鎖），其讀鎖是共享鎖，其寫鎖是獨享鎖。讀鎖的共享鎖可保證並發讀是非常高效的，讀寫，寫讀 ，寫寫的過程是互斥的。

對於Synchronized而言，當然是獨享鎖。

分段鎖

分段鎖其實是一種鎖的設計，並不是具體的一種鎖。對於ConcurrentHashMap而言，其並發的實現就是通過分段鎖的形式來實現高效的並發操作。

我們以ConcurrentHashMap來說一下分段鎖的含義以及設計思想，ConcurrentHashMap中的分段鎖稱為Segment，它即類似於HashMap（JDK7與JDK8中HashMap的實現）的結構，即內部擁有一個Entry數組，數組中的每個元素又是一個鏈表；同時又是一個ReentrantLock（Segment繼承了ReentrantLock)。

當需要put元素的時候，並不是對整個hashmap進行加鎖，而是先通過hashcode來知道他要放在那一個分段中，然後對這個分段進行加鎖，所以當多線程put的時候，只要不是放在一個分段中，就實現了真正的並行的插入。

但是，在統計size的時候，可就是獲取hashmap全局信息的時候，就需要獲取所有的分段鎖才能統計。

分段鎖的設計目的是細化鎖的粒度，當操作不需要更新整個數組的時候，就僅僅針對數組中的一項進行加鎖操作。

互斥鎖：

無法獲取瑣時，進線程立刻放棄剩餘的時間片並進入阻塞（或者說掛起）狀態，同時保存寄存器和程序計數器的內容（保存現場，上下文切換的前半部分），當可以獲取鎖時，進線程激活，等待被調度進CPU並恢復現場（上下文切換下半部分）

上下文切換會帶來數十微秒的開銷，不要在性能敏感的地方用互斥鎖

讀寫鎖：

1）多個讀者可以同時進行讀

2）寫者必須互斥（只允許一個寫者寫，也不能讀者寫者同時進行）

3）寫者優先於讀者（一旦有寫者，則後續讀者必須等待，喚醒時優先考慮寫者）

自旋鎖：

自旋鎖是指嘗試獲取鎖的線程不會立即阻塞，而是採用循環的方式去嘗試獲取鎖，這樣的好處是減少線程上下文切換的消耗，缺點是循環會消耗CPU。

Java中有哪些鎖，區別是什麼

【1】公平所和非公平所。

公平鎖：是指按照申請鎖的順序來獲取鎖，

非公平所：線程獲取鎖的順序不一定按照申請鎖的順序來的。

//默認是不公平鎖，傳入true為公平鎖，否則為非公平鎖

ReentrantLock reentrantLock = new ReetrantLock();

1

2

【2】共享鎖和獨享鎖

獨享鎖：一次只能被一個線程所訪問

共享鎖：線程可以被多個線程所持有。

ReadWriteLock 讀鎖是共享鎖，寫鎖是獨享鎖。

【3】樂觀鎖和悲觀鎖。

樂觀鎖：對於一個數據的操作並發，是不會發生修改的。在更新數據的時候，會嘗試採用更新，不斷重入的方式，更新數據。

悲觀鎖：對於同一個數據的並發操作，是一定會發生修改的。因此對於同一個數據的並發操作，悲觀鎖採用加鎖的形式。悲觀鎖認為，不加鎖的操作一定會出問題，

【4】分段鎖

1.7及之前的concurrenthashmap。並發操作就是分段鎖，其思想就是讓鎖的粒度變小。

【5】偏向鎖是指一段同步代碼一直被一個線程所訪問，那麼該線程會自動獲取鎖。降低獲取鎖的代價

輕量級鎖

重量級鎖

【6】自旋鎖

自旋鎖

Java鎖有哪些種類，以及區別

一、公平鎖/非公平鎖

公平鎖是指多個線程按照申請鎖的順序來獲取鎖。

非公平鎖是指多個線程獲取鎖的順序並不是按照申請鎖的順序，有可能後申請的線程比先申請的線程優先獲取鎖。有可能，會造成優先級反轉或者飢餓現象。

對於Java ReentrantLock而言，通過構造函數指定該鎖是否是公平鎖，默認是非公平鎖。非公平鎖的優點在於吞吐量比公平鎖大。

對於Synchronized而言，也是一種非公平鎖。由於其並不像ReentrantLock是通過AQS的來實現線程調度，所以並沒有任何辦法使其變成公平鎖。

二、可重入鎖

可重入鎖又名遞歸鎖，是指在同一個線程在外層方法獲取鎖的時候，在進入內層方法會自動獲取鎖。說的有點抽象，下面會有一個代碼的示例。

對於Java ReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一個可重入鎖，其名字是Re entrant Lock重新進入鎖。

對於Synchronized而言,也是一個可重入鎖。可重入鎖的一個好處是可一定程度避免死鎖。

synchronized void setA() throws Exception{

Thread.sleep(1000);

setB();

}

synchronized void setB() throws Exception{

Thread.sleep(1000);

}

上面的代碼就是一個可重入鎖的一個特點，如果不是可重入鎖的話，setB可能不會被當前線程執行，可能造成死鎖。

三、獨享鎖/共享鎖

獨享鎖是指該鎖一次只能被一個線程所持有。

共享鎖是指該鎖可被多個線程所持有。

對於Java

ReentrantLock而言，其是獨享鎖。但是對於Lock的另一個實現類ReadWriteLock，其讀鎖是共享鎖，其寫鎖是獨享鎖。

讀鎖的共享鎖可保證並發讀是非常高效的，讀寫，寫讀 ，寫寫的過程是互斥的。

獨享鎖與共享鎖也是通過AQS來實現的，通過實現不同的方法，來實現獨享或者共享。

對於Synchronized而言，當然是獨享鎖。

四、互斥鎖/讀寫鎖

上面講的獨享鎖/共享鎖就是一種廣義的說法，互斥鎖/讀寫鎖就是具體的實現。

互斥鎖在Java中的具體實現就是ReentrantLock

讀寫鎖在Java中的具體實現就是ReadWriteLock

五、樂觀鎖/悲觀鎖

樂觀鎖與悲觀鎖不是指具體的什麼類型的鎖，而是指看待並發同步的角度。

悲觀鎖認為對於同一個數據的並發操作，一定是會發生修改的，哪怕沒有修改，也會認為修改。因此對於同一個數據的並發操作，悲觀鎖採取加鎖的形式。悲觀的認為，不加鎖的並發操作一定會出問題。

樂觀鎖則認為對於同一個數據的並發操作，是不會發生修改的。在更新數據的時候，會採用嘗試更新，不斷重新的方式更新數據。樂觀的認為，不加鎖的並發操作是沒有事情的。

從上面的描述我們可以看出，悲觀鎖適合寫操作非常多的場景，樂觀鎖適合讀操作非常多的場景，不加鎖會帶來大量的性能提升。

悲觀鎖在Java中的使用，就是利用各種鎖。

樂觀鎖在Java中的使用，是無鎖編程，常常採用的是CAS算法，典型的例子就是原子類，通過CAS自旋實現原子操作的更新。

六、分段鎖

分段鎖其實是一種鎖的設計，並不是具體的一種鎖，對於ConcurrentHashMap而言，其並發的實現就是通過分段鎖的形式來實現高效的並發操作。

我們以ConcurrentHashMap來說一下分段鎖的含義以及設計思想，ConcurrentHashMap中的分段鎖稱為Segment，它即類似於HashMap(JDK7與JDK8中HashMap的實現)的結構，即內部擁有一個Entry數組，數組中的每個元素又是一個鏈表;同時又是一個ReentrantLock(Segment繼承了ReentrantLock)。

當需要put元素的時候，並不是對整個hashmap進行加鎖，而是先通過hashcode來知道他要放在那一個分段中，然後對這個分段進行加鎖，所以當多線程put的時候，只要不是放在一個分段中，就實現了真正的並行的插入。

但是，在統計size的時候，可就是獲取hashmap全局信息的時候，就需要獲取所有的分段鎖才能統計。

分段鎖的設計目的是細化鎖的粒度，當操作不需要更新整個數組的時候，就僅僅針對數組中的一項進行加鎖操作。

七、偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖

這三種鎖是指鎖的狀態，並且是針對Synchronized。在Java

5通過引入鎖升級的機制來實現高效Synchronized。這三種鎖的狀態是通過對象監視器在對象頭中的字段來表明的。

偏向鎖是指一段同步代碼一直被一個線程所訪問，那麼該線程會自動獲取鎖。降低獲取鎖的代價。

輕量級鎖是指當鎖是偏向鎖的時候，被另一個線程所訪問，偏向鎖就會升級為輕量級鎖，其他線程會通過自旋的形式嘗試獲取鎖，不會阻塞，提高性能。

重量級鎖是指當鎖為輕量級鎖的時候，另一個線程雖然是自旋，但自旋不會一直持續下去，當自旋一定次數的時候，還沒有獲取到鎖，就會進入阻塞，該鎖膨脹為重量級鎖。重量級鎖會讓其他申請的線程進入阻塞，性能降低。

八、自旋鎖

在Java中，自旋鎖是指嘗試獲取鎖的線程不會立即阻塞，而是採用循環的方式去嘗試獲取鎖，這樣的好處是減少線程上下文切換的消耗，缺點是循環會消耗CPU。

典型的自旋鎖實現的例子，可以參考自旋鎖的實現