阿里面试失败后，一气之下我图解了Java中18把锁
号外号外！《死磕 Java 并发编程》系列连载中，大家可以关注一波：
「死磕 Java 并发编程04」说说Java Atomic 原子类的实现原理
「死磕 Java 并发编程03」阿里二面，面试官：说说 Java CAS 原理？
「死磕 Java 并发编程02」面试官：说说什么是 Java 内存模型（JMM）？
「死磕 Java 并发编程01」10张图告诉你Java并发多线程那些破事
目录
乐观锁和悲观锁
独占锁和共享锁
互斥锁和读写锁
公平锁和非公平锁
可重入锁
自旋锁
分段锁
锁升级（无锁|偏向锁|轻量级锁|重量级锁）
锁优化技术（锁粗化、锁消除）
一张图总结：
乐观锁和悲观锁
悲观锁
悲观锁对应于生活中悲观的人，悲观的人总是想着事情往坏的方向发展。
举个生活中的例子，假设厕所只有一个坑位了，悲观锁上厕所会第一时间把门反锁上，这样其他人上厕所只能在门外等候，这种状态就是「阻塞」了。
回到代码世界中，一个共享数据加了悲观锁，那线程每次想操作这个数据前都会假设其他线程也可能会操作这个数据，所以每次操作前都会上锁，这样其他线程想操作这个数据拿不到锁只能阻塞了。
在 Java 语言中 synchronized 和 ReentrantLock等就是典型的悲观锁，还有一些使用了 synchronized 关键字的容器类如 HashTable 等也是悲观锁的应用。
乐观锁
乐观锁 对应于生活中乐观的人，乐观的人总是想着事情往好的方向发展。
举个生活中的例子，假设厕所只有一个坑位了，乐观锁认为：这荒郊野外的，又没有什么人，不会有人抢我坑位的，每次关门上锁多浪费时间，还是不加锁好了。你看乐观锁就是天生乐观！
回到代码世界中，乐观锁操作数据时不会上锁，在更新的时候会判断一下在此期间是否有其他线程去更新这个数据。
乐观锁可以使用版本号机制和CAS算法实现。在 Java 语言中 java.util.concurrent.atomic包下的原子类就是使用CAS 乐观锁实现的。
两种锁的使用场景
悲观锁和乐观锁没有孰优孰劣，有其各自适应的场景。
乐观锁适用于写比较少（冲突比较小）的场景，因为不用上锁、释放锁，省去了锁的开销，从而提升了吞吐量。
如果是写多读少的场景，即冲突比较严重，线程间竞争激励，使用乐观锁就是导致线程不断进行重试，这样可能还降低了性能，这种场景下使用悲观锁就比较合适。
独占锁和共享锁
独占锁
独占锁是指锁一次只能被一个线程所持有。如果一个线程对数据加上排他锁后，那么其他线程不能再对该数据加任何类型的锁。获得独占锁的线程即能读数据又能修改数据。
JDK中的synchronized和java.util.concurrent(JUC)包中Lock的实现类就是独占锁。
共享锁
共享锁是指锁可被多个线程所持有。如果一个线程对数据加上共享锁后，那么其他线程只能对数据再加共享锁，不能加独占锁。获得共享锁的线程只能读数据，不能修改数据。
在 JDK 中 ReentrantReadWriteLock 就是一种共享锁。
互斥锁和读写锁
互斥锁
互斥锁是独占锁的一种常规实现，是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。
互斥锁一次只能一个线程拥有互斥锁，其他线程只有等待。
读写锁
读写锁是共享锁的一种具体实现。读写锁管理一组锁，一个是只读的锁，一个是写锁。
读锁可以在没有写锁的时候被多个线程同时持有，而写锁是独占的。写锁的优先级要高于读锁，一个获得了读锁的线程必须能看到前一个释放的写锁所更新的内容。
读写锁相比于互斥锁并发程度更高，每次只有一个写线程，但是同时可以有多个线程并发读。
在 JDK 中定义了一个读写锁的接口：ReadWriteLock
public interface ReadWriteLock {/*** 获取读锁*/Lock readLock();/*** 获取写锁*/Lock writeLock();
}
ReentrantReadWriteLock 实现了ReadWriteLock接口，具体实现这里不展开，后续会深入源码解析。
公平锁和非公平锁
公平锁
公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁，这里类似排队买票，先来的人先买，后来的人在队尾排着，这是公平的。
在 java 中可以通过构造函数初始化公平锁
/**
* 创建一个可重入锁，true 表示公平锁，false 表示非公平锁。默认非公平锁
*/
Lock lock = new ReentrantLock(true);
非公平锁
非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁，在高并发环境下，有可能造成优先级翻转，或者饥饿的状态（某个线程一直得不到锁）。
在 java 中 synchronized 关键字是非公平锁，ReentrantLock默认也是非公平锁。
/**
* 创建一个可重入锁，true 表示公平锁，false 表示非公平锁。默认非公平锁
*/
Lock lock = new ReentrantLock(false);
可重入锁
可重入锁又称之为递归锁，是指同一个线程在外层方法获取了锁，在进入内层方法会自动获取锁。
对于Java ReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一个可重入锁。对于Synchronized而言，也是一个可重入锁。
敲黑板：可重入锁的一个好处是可一定程度避免死锁。
以 synchronized 为例，看一下下面的代码：
public synchronized void mehtodA() throws Exception{// Do some magic tingsmehtodB();
}public synchronized void mehtodB() throws Exception{// Do some magic tings
}
上面的代码中 methodA 调用 methodB，如果一个线程调用methodA 已经获取了锁再去调用 methodB 就不需要再次获取锁了，这就是可重入锁的特性。如果不是可重入锁的话，mehtodB 可能不会被当前线程执行，可能造成死锁。
自旋锁
自旋锁是指线程在没有获得锁时不是被直接挂起，而是执行一个忙循环，这个忙循环就是所谓的自旋。
自旋锁的目的是为了减少线程被挂起的几率，因为线程的挂起和唤醒也都是耗资源的操作。
如果锁被另一个线程占用的时间比较长，即使自旋了之后当前线程还是会被挂起，忙循环就会变成浪费系统资源的操作，反而降低了整体性能。因此自旋锁是不适应锁占用时间长的并发情况的。
在 Java 中，AtomicInteger 类有自旋的操作，我们看一下代码：
public final int getAndAddInt(Object o, long offset, int delta) {int v;do {v = getIntVolatile(o, offset);} while (!compareAndSwapInt(o, offset, v, v + delta));return v;
}
CAS 操作如果失败就会一直循环获取当前 value 值然后重试。
另外自适应自旋锁也需要了解一下。
在JDK1.6又引入了自适应自旋，这个就比较智能了，自旋时间不再固定，由前一次在同一个锁上的自旋时间以及锁的拥有者的状态来决定。如果虚拟机认为这次自旋也很有可能再次成功那就会次序较多的时间，如果自旋很少成功，那以后可能就直接省略掉自旋过程，避免浪费处理器资源。
分段锁
分段锁 是一种锁的设计，并不是具体的一种锁。
分段锁设计目的是将锁的粒度进一步细化，当操作不需要更新整个数组的时候，就仅仅针对数组中的一项进行加锁操作。
在 Java 语言中 CurrentHashMap 底层就用了分段锁，使用Segment，就可以进行并发使用了。
锁升级（无锁|偏向锁|轻量级锁|重量级锁）
JDK1.6 为了提升性能减少获得锁和释放锁所带来的消耗，引入了4种锁的状态：无锁、偏向锁、轻量级锁和重量级锁，它会随着多线程的竞争情况逐渐升级，但不能降级。
无锁
无锁状态其实就是上面讲的乐观锁，这里不再赘述。
偏向锁
Java偏向锁(Biased Locking)是指它会偏向于第一个访问锁的线程，如果在运行过程中，只有一个线程访问加锁的资源，不存在多线程竞争的情况，那么线程是不需要重复获取锁的，这种情况下，就会给线程加一个偏向锁。
偏向锁的实现是通过控制对象Mark Word的标志位来实现的，如果当前是可偏向状态，需要进一步判断对象头存储的线程 ID 是否与当前线程 ID 一致，如果一致直接进入。
轻量级锁
当线程竞争变得比较激烈时，偏向锁就会升级为轻量级锁，轻量级锁认为虽然竞争是存在的，但是理想情况下竞争的程度很低，通过自旋方式等待上一个线程释放锁。
重量级锁
如果线程并发进一步加剧，线程的自旋超过了一定次数，或者一个线程持有锁，一个线程在自旋，又来了第三个线程访问时（反正就是竞争继续加大了），轻量级锁就会膨胀为重量级锁，重量级锁会使除了此时拥有锁的线程以外的线程都阻塞。
升级到重量级锁其实就是互斥锁了，一个线程拿到锁，其余线程都会处于阻塞等待状态。
在 Java 中，synchronized 关键字内部实现原理就是锁升级的过程：无锁 --> 偏向锁 --> 轻量级锁 --> 重量级锁。这一过程在后续讲解 synchronized 关键字的原理时会详细介绍。
锁优化技术（锁粗化、锁消除）
锁粗化
锁粗化就是将多个同步块的数量减少，并将单个同步块的作用范围扩大，本质上就是将多次上锁、解锁的请求合并为一次同步请求。
举个例子，一个循环体中有一个代码同步块，每次循环都会执行加锁解锁操作。
private static final Object LOCK = new Object();for(int i = 0;i < 100; i++) {synchronized(LOCK){// do some magic things}
}
经过锁粗化后就变成下面这个样子了：
synchronized(LOCK){for(int i = 0;i < 100; i++) {// do some magic things}
}
锁消除
锁消除是指虚拟机编译器在运行时检测到了共享数据没有竞争的锁，从而将这些锁进行消除。
举个例子让大家更好理解。
public String test(String s1, String s2){StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();stringBuffer.append(s1);stringBuffer.append(s2);return stringBuffer.toString();
}
上面代码中有一个 test 方法，主要作用是将字符串 s1 和字符串 s2 串联起来。
test 方法中三个变量s1, s2, stringBuffer， 它们都是局部变量，局部变量是在栈上的，栈是线程私有的，所以就算有多个线程访问 test 方法也是线程安全的。
我们都知道 StringBuffer 是线程安全的类，append 方法是同步方法，但是 test 方法本来就是线程安全的，为了提升效率，虚拟机帮我们消除了这些同步锁，这个过程就被称为锁消除。
StringBuffer.class// append 是同步方法
public synchronized StringBuffer append(String str) {toStringCache = null;super.append(str);return this;
}
一张图总结：
Java 并发编程的知识非常多，同时也是 Java 面试的高频考点，面试官必问的，需要学习 Java 并发编程其他知识的小伙伴可以去下载『阿里师兄总结的Java知识笔记 总共 283 页，超级详细』。
前面讲了 Java 语言中各种各种的锁，最后再通过六个问题统一总结一下：
大家学会了吗？收藏等于白嫖，点赞才是真爱，雷小帅感谢大家~~~
作者：雷小帅
推荐一个Github 开源项目，『Java八股文』Java面试套路，Java进阶学习，打破内卷拿大厂Offer，升职加薪！
作者简介：
☕读过几年书：华中科技大学硕士毕业；
阿里面试失败后，一气之下我图解了Java中18把锁相关推荐
- 图解Java中18把锁
乐观锁和悲观锁 独占锁和共享锁 互斥锁和读写锁 公平锁和非公平锁 可重入锁 自旋锁 分段锁 锁升级(无锁|偏向锁|轻量级锁|重量级锁) 锁优化技术(锁粗化.锁消除) 乐观锁和悲观锁 悲观锁 悲观锁对应 ...
- Java程序员两次美团面试失败后，含泪整理自己的面试经历
说起来,职场上很多事情,只能用一个"缘分"来解释.近日在职场论坛上看到有员工发帖,他说自己在面试时遇到了一件最悲哀的事情?在上个月去美团面试的时候,由于发挥不太好,面试挂了.当时那 ...
- 测试工程简历分析 初中级测试工程师面经 深度剖析 面试不足 认知不足 面试反馈 面试补全 面试学习方法和思路说明 面试失败后如何自我补救，自我提升，提升方法是？怎么提升测试技能测试技术？ 《伤感文》
文章目录 一.前言 二.面试者完成过程分析 1.面试背景介绍 2.求职者技能介绍 2.1 逗比版 2.2 实际版本 3.面试针对技能问过问题 3.1 内心毫无隐藏版本 3.2 实际版本 4.面试反馈 ...
- 应届生多次面试失败后的内心独白
序 以前的我,天真的认为我可以干着一份自己不喜欢的工作,即使这份工作什么都不用干,事实是每天都在煎熬中.为了追随内心的声音,我选择了辞职,加入了找工作的大军中.我知道每天有太多人和我一样,不停的奔 ...
- composition java_阿里P7架构师通过源码浅析Java中的资源加载
一. 前提 最近在做一个基础组件项目刚好需要用到JDK中的资源加载,这里说到的资源包括类文件和其他静态资源,刚好需要重新补充一下类加载器和资源加载的相关知识,整理成一篇文章. 二. 什么是类加载器 虚 ...
- 2019下半年阿里面试失败总结
结果预览 2年半第一次出去面试,也是第一次面试阿里,打击不小,收货也不少,最终倒在二面笔试题上,虽有不甘,但仍需收拾心情,继续努力. 一面总结 在一面上,跟网上大多数的反馈相同,都是比较Java基础项 ...
- ❤️连续面试失败后，我总结了57道面试真题❤️，如果时光可以倒流...（附答案，建议收藏）
- 阿里面试官让我用Zk（Zookeeper）实现分布式锁
点赞再看,养成习惯,微信搜索[三太子敖丙]关注这个互联网苟且偷生的工具人. 本文 GitHub https://github.com/JavaFamily 已收录,有一线大厂面试完整考点.资料以及我的 ...
- Java面试绕不开的问题： Java中HashMap底层实现原理(JDK1.8)源码分析
这几天学习了HashMap的底层实现,但是发现好几个版本的,代码不一,而且看了Android包的HashMap和JDK中的HashMap的也不是一样,原来他们没有指定JDK版本,很多文章都是旧版本JD ...
- 图解链表 —— JAVA中的单链表基本操作
文章目录 1. 什么是链表 2. 链表的种类 3. 创建单链表 3.1 创建 Node 类(车厢类) 3.2 创建 MySingleList (火车类) 4. 单链表的基本操作 4.1 增加链表元素 ...
最新文章
- oracle添加新字段sql,oracle 构造添加字段的SQL语句
- Excel Sheet Column Number
- git/gitee操作手册
- 三个容器倒水_绿茶“最忌讳”先放茶叶再倒水，想要茶味香浓，记住正确泡茶法...
- java webservice 常用_复杂对象类型的WebService高级部分
- 论文浅尝 | WWW2020 - 知识图谱中的实体摘要:算法、评价和应用 (PPT)
- 多表利用DIH批量导入数据并建立索引注意事项
- php中json字符串转json对象数组对象,php – 将JSON字符串解析为数组,而不是对象
- “后T+0”时代：基金电商人以变应变
- 2022年湖南省初级审计师考试模拟题及答案
- C++游戏服务器框架笔记(二)_封装Socket类
- Excel表格数据的下载
- Winform常用控件的使用（一）
- 陶哲轩1（数学牛孩的成长研究
- 20180823-cve
- python中true是什么意思_Python解惑之True和False详解
- 颅骨管理平台_程序总结
- Windows共享内存解析
- 【笔记】注意分配阅读笔记
- 【fraud detection】秒针系统发布《互联网广告反作弊技术白皮书》
热门文章
- 200套IT电子类数码产品行业响应式html5模板电器销售企业网站模板服装服饰购物电商网站模板鞋子电子商务html网站模板html5网页静态模板Bootstrap扁平化网站源码css3手机seo自适响
- 勒索病毒的原理和防范机制研究
- MAC提示“因为它来自身份不明的开发者” 或“已损坏，打不开“怎么办？
- 韩顺平 php大牛班课程,2016泰牛程序员韩顺平PHP大牛班HTML课程完整笔记资料.doc...
- Linux程序设计（虚拟机 Ubuntu 编译程序）
- Android 开源项目和文章集合（更新：2022.03.21）
- 计算机网络 复习提纲（完整版）
- 【Altium Designer】PCB如何生成Gerber文件
- iPad PPT演示录屏踩坑及后续ffmpeg处理
- itools苹果录屏大师_超级录屏大师苹果版下载-超级录屏大师APP