(并发)锁的分类

1、对象锁与类锁

静态块,静态方法加锁叫类锁,非静态块非静态方法加锁叫对象锁

对象锁锁的是对象实例,但程序中同一个类可以有多个实例化对象,所以对象锁只能锁住同一个实例化对象,在两个或多个实例化对象之间不起作用。

类锁锁的是,而在java中我们的类加载是唯一的,即在JVM中类是唯一的,所以加了类锁,不管我们实例化多少对象都还是会被锁住

类锁和对象锁不是互斥的,类锁和对象锁不是同一个东西,一个是类的Class对象的锁,一个是类的实例的锁。也就是说:一个线程访问静态synchronized的时候,允许另一个线程访问对象的实例synchronized方法。反过来也是成立的,因为他们需要的锁是不同的。

2、乐观锁和悲观锁

悲观锁: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

synchronizedReentrantLock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: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

3、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数据又能修改数据。

JDK中的synchronizedjava.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。

4、互斥锁和读写锁

互斥锁

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

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

5、公平锁和非公平锁

公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁

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。

6、可重入锁

可重入锁是指在同一个线程中,可以多次获得同一个锁,而不会被自己所持有的锁所阻塞,也就是说,可重入锁允许同一个线程对同一个锁进行嵌套调用,而不会造成死锁。

可重入锁的实现通常需要维护一个计数器来记录当前线程持有该锁的次数,当计数器的值为0时,表示该锁已经被释放,其他线程可以尝试获取该锁。当计数器的值大于0时,表示当前线程已经持有该锁,如果该线程再次请求该锁,只需要将计数器加1即可。

可重入锁的意义之一在于防止死锁。但是也需要注意避免由于过多的锁嵌套而导致的性能问题。

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

7、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。

8、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

JDK1.7中的ConcurrentHashMap原理就是用分段锁实现的,它是由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成,即ConcurrentHashMap把哈希桶切分成小数组(Segment) ,每个小数组有n个HashEntry组成。其中,Segment继承了ReentrantLock,所以Segment是一种可重入锁,扮演锁的角色; HashEntry用于存储键值对数据。

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