Java成神之路——重入锁、公平非公平锁、自旋锁、读写锁

你知道的Java锁有哪些? synchronized？Lock？它们又有什么区别？锁可分为哪些种类？锁是如何实现的？

公平与非公平锁

公平锁与非公平锁的区别体现在锁造成阻塞时的排队机制，公平锁按申请锁顺序排队等待获取锁，而非公平并不是按照申请顺序，有可能后申请的线程先获取到锁。

常用到的ReentrantLock 在创建的时候可以指定锁机制是公平还是非公平，默认非公平。synchronized也是非公平的

    public ReentrantLock() {sync = new NonfairSync();}public ReentrantLock(boolean fair) {sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();}

可重入锁

synchronized，ReentrantLock,都是可重入锁，在同一线程在外层方法获取锁的时候，在进入内层方法会自动获取锁，也就是说线程可以进入任何一个它已经拥有的锁所同步的代码块，即表示可重新反复进入的锁，但仅限于当前线程；

// 线程可以进入任何一个它已经拥有的锁所同步的代码块
public synchronized void method1(){// 访问另一个同步方法，自动获取锁method2();
}public synchronized void method2(){}

Lock锁，可重入示例加几次锁，要记得释放几次

    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();public void method1(){try {lock.lock();// 可重入，可以进入任何一个它已经拥有的锁所同步的代码method2();}finally {lock.unlock();}}public void method2(){try {lock.lock();}finally {lock.unlock();}}

自旋锁

什么是自旋锁，通过名字就可以猜到大概，通过unsafe+volatile自旋（while）的方式来"阻塞代码"

尝试获取锁的线程不会阻塞，而是采用循环的方式去尝试获取锁，这样的好处是可以减少线程上下文切换，缺点就是消耗cpu

// Unsafe 类中的一处自旋锁public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {int var5;do {// 拿到原有的值var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);// 尝试进行替换，如果替换成功返回，否则一直尝试} while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));return var5;}

自己实现一个自旋锁

// 思考一下这个锁是可重入还是不可重入
public class MyLock {private AtomicReference<Thread> reference = new AtomicReference<>();public void lock(){Thread thread = Thread.currentThread();// 如果当前引用中有thread，那么说明在加锁中，其他线程自旋等待while(!reference.compareAndSet(null,thread)){System.out.println(thread.getName()+"尝试加锁");}}public void unlock(){Thread thread = Thread.currentThread();// 解锁，如果当前线程是自己引用置为nullreference.compareAndSet(thread,null);System.out.println(thread.getName()+"解锁");}
}

独占锁/共享锁/互斥锁

独占锁

指该锁一次只能被一个线程锁持有。对ReentrantLock和Synchronized而言都是独占锁。

共享锁

该锁可以被多个线程持有

读写锁

ReentrantReadWriteLock 其读锁就是共享锁，写锁就是共享锁；读写，写读，写写的过程互斥，互斥锁。

示例：

public class MyData {private ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();private volatile Map<String, Object> map = new HashMap<>();public Object get(String key) {// 添加读锁readWriteLock.readLock().lock();Object o = null;try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取");o = map.get(key);try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取完成");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {readWriteLock.readLock().unlock();}return o;}public void put(String key, Object value) {// 添加写锁readWriteLock.writeLock().lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入");map.put(key, value);try {Thread.sleep(300);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入完成");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {readWriteLock.writeLock().unlock();}}public static void main(String[] args) {MyData m = new MyData();for (int i = 0; i < 10; i++) {final int temp = i;new Thread(() -> {m.put(temp + "", null);}, "writeThread" + i).start();}for (int i = 0; i < 10; i++) {final int temp = i;new Thread(() -> {m.get(temp + "");}, "readThread" + i).start();}}
}

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