【JavaEE】锁的策略

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本文作者：大家好，我是paper jie，感谢你阅读本文，欢迎一建三连哦。

本文于《JavaEE》专栏，本专栏是针对于大学生，编程小白精心打造的。笔者用重金(时间和精力)打造，将MySQL基础知识一网打尽，希望可以帮到读者们哦。

其他专栏：《MySQL》《C语言》《javaSE》《数据结构》等

内容分享：本期将会分享锁的策略知识.这也是面试题常考的问题.

乐观锁与悲观锁

轻量级锁与重量级锁

自旋锁与挂起等待锁

普通互斥锁和读写锁

为什么要引入读写锁

公平锁与非公平锁

可重入锁和不可重入锁

synchronized锁与操作系统自带锁对比

synchronized的优化策略

锁的升级

偏向锁阶段(没有其他锁来竞争)

轻量级锁阶段(有锁竞争,但是不多)

重量级锁阶段(有锁竞争,且很多)

锁消除

锁粗化

乐观锁与悲观锁

乐观锁就是在加锁前,预估发生锁冲突的概率不大,在进行加锁的时候做的工作不多.这样加锁的速度就会比较快,但是会更容易消耗CPU资源.

悲观锁就是在加锁前,预估发生锁冲突的概率比较大.在进行加锁的时候做的工作就比较多.这样的加锁速度就会比较慢,但这个过程发生问题的几率就不大,还可以更节省CPU资源.

举个栗子:

这就好比两个同学去问问题.A同学认为老师有时间就直接跑过去了,而B同学会先给老师打个电话确认一下老师有没有空再去.A同学就是乐观锁,B同学就是悲观锁. 显而易见,A同学就容易遇到老师很忙的情况,而B同学就可以避免.但老师要是不忙,A同学的速度就会更快.

轻量级锁与重量级锁

轻量级锁就是加锁的开销小,加锁速度快.因为轻量级锁不怎么到涉及线程的调度,所以开销就比较小.

而重量级锁就是加锁的开销比较大,加锁速度慢.因为重量级锁涉及到大量的线程调度,遇到锁竞争就需要将线程调度出CPU,等待解锁再由系统随机唤醒一个等待线程,所所以开销会比较慢.

这里可以理解为轻量级锁就是乐观锁,重量级锁就是悲观锁.而前者是站在结果发生后的角度来评价,后者是站在发生前的角度来预估.

自旋锁与挂起等待锁

自旋锁是轻量级锁的经典实现,自旋锁也就是乐观锁. 它就是在加锁的时候搭配一个while循环,加锁成功就退出循环,要是没有成功发生堵塞,也不会退出CPU,而是通过while循环不断尝试获取到锁. 这种循环就叫做自旋.一旦当其他线程释放锁后,它就可以第一时间拿到锁了. 但是自旋锁只能在锁竞争不大的情况下使用,不然就会白白自旋,浪费CPU资源.

挂起等待锁是重量级锁的经典实现.挂起等待锁也就是悲观锁. 它就是在尝试加锁失败后不会再次尝试获取锁.而是调度出CPU,等待其他线程释放锁后,由系统来随机唤醒一个等待的线程.因为它在等待的过程中会有内核调度器介入,会有大量的线程调度,获取锁的时间就会比较慢.挂起等待锁的适用场景是在锁冲突比较严重的情况下.

而在我们Java中,Synchronized这个锁是一个乐观锁/悲观锁自适应,轻量级锁/重量级锁自适应,自旋/挂起等待锁自适应.它可以根据不同的场景来做切换.