引言：更多相关请看 JAVA并发编程系列
公平锁和非公平锁
公平锁：多个线程按照申请锁的顺序来获取锁类似排队打饭，先来后到。获取不到锁的时候，会自动加入队列，等待线程释放后，队列的第一个线程获取锁。
非公平锁：在多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到锁,在高并发的情况下,有可能造成优先级反转或者饥饿现象。获取不到锁的时候，会自动加入队列，等待线程释放锁后所有等待的线程同时去竞争。
二者区别
并发包ReentrantLock的创建可以指定构造函数的boolean类型来得到公平锁或者非公平锁 默认是非公平锁。
Java ReentrantLock而言。
公平锁： Threads acquire a fair lock in the order in which they requested it。就是很公平，在并发环境中，每个线程在获取锁时会先查看此锁维护的等待队列，如果为空，或者当前线程是等待队列的第一个，就占有锁，否则就会加入到等待队列中，以后会按照FIFO（先进先出）的规则从队列中取到自己。
非公平锁: a nonfair lock permits barging: threads requesting a lock can jump ahead of the queue of waiting threads if the lockhappens to be available when it is requested。非公平锁比较粗鲁，上来就直接尝试占有锁，如果尝试失败，就再采用类似公平锁那种方式。
题外话
synchronized也是一种非公平锁，ReentrantLock默认是非公平锁。
可重入锁(又名递归锁)
含义：同一个线程可以反复获取锁多次，然后需要释放多次。同一线程外层函数获得锁之后，内层递归函数仍然可以获取该锁的代码，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着的代码块。ReentrantLock/synchronized就是典型的可重入锁。
可重入锁最大的作用就是避免死锁。
案例
class Stu implements Runnable {
/**
* 学习
*/
public synchronized void study() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "学习方法");
rest();
}
/**
* 休息
*/
public synchronized void rest() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "休息方法");
}
@Override
public void run() {
sleep();
}
Lock lock = new ReentrantLock();
/**
* 睡觉
*/
public void sleep() {
lock.lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "睡觉方法");
eat();
} finally {
lock.unlock();
}
}
/**
* 吃饭
*/
public void eat() {
lock.lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "吃饭方法");
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
class ReenterLockDemo {
public static void main(String[] args) {
// synTest();
/**
* 执行结果如下：
* t1学习方法
* t1休息方法
* t2学习方法
* t2休息方法
*/
reenTest();
/**
* 执行结果如下：
* t4睡觉方法
* t4吃饭方法
* t3睡觉方法
* t3吃饭方法
*/
}
static Stu stu = new Stu();
/**
* synchronized版可重入锁演示
*/
public static void synTest() {
new Thread(() -> {
try {
stu.study();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}, "t1").start();
new Thread(() -> {
try {
stu.study();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}, "t2").start();
}
/**
* ReentrantLock版可重入锁演示
*/
public static void reenTest() {
new Thread(stu, "t3").start();
new Thread(stu, "t4").start();
}
}
自旋锁SpinLock
含义：尝试获取的线程不会立即阻塞,而是采用循环的方式去尝试获取锁,这样的好处是减少线程上下文切换的消耗,缺点是循环会消耗CPU。本质就是一个while/do while循环。
Unsafe类加CAS思想。如典型的Unsafe类的getAndAddInt就是一个典型的自旋锁。
手写自旋锁
class SpinDemo {
AtomicReference<Thread> atomicReference = new AtomicReference<>();// 未设置初始值，默认为null
public void lock() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"进入lock方法");
// 如果能把默认的值从空设置为线程就跳出，反之就一直在此死循环。
while (!atomicReference.compareAndSet(null, Thread.currentThread())) {
}
}
public void unlock() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"进入unlock方法");
atomicReference.compareAndSet(Thread.currentThread(),null);
}
public static void main(String[] args) {
SpinDemo spinDemo = new SpinDemo();
new Thread(()->{
spinDemo.lock();
// 休息一会
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
spinDemo.unlock();
}, "AAA").start();
// 休息一会
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
new Thread(()->{
spinDemo.lock();
// 休息一会
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
spinDemo.unlock();
}, "BBB").start();
}
}
独占锁(写)/共享锁(读)/互斥锁
独占锁：该锁一次只能被一个线程所持有。ReentrantLock和Synchronized都是独占锁。
共享锁：该锁可被多个线程所持有。
互斥锁：对ReentrantReadWriteLock其读锁是共享锁，其写锁是独占锁读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的，读写、写读、写写的过程是互斥的。多个线程同时操作，一个资源类没有任何问题，所以为了满足并发量。读取共享资源应该可以同时进行。但是，如果有一个线程想去写共享资源来，就不应该有其他线程可以对资源进行读或写。
小总结：读、读能共存；读、写不能共存；写、写不能共存。
写操作：原子+独占，整个过程必须是一个完成的统一整体，中间不允许被分割、被打断。
ReentrantReadWriteLock读写锁
简介：现实中有这样一种场景：对共享资源有读和写的操作，且写操作没有读操作那么频繁。在没有写操作的时候，多个线程同时读一个资源没有任何问题，所以应该允许多个线程同时读取共享资源；但是如果一个线程想去写这些共享资源，就不应该允许其他线程对该资源进行读和写的操作了。针对这种场景，JAVA的并发包提供了读写锁ReentrantReadWriteLock，它表示两个锁，一个是读操作相关的锁，称为共享锁；一个是写相关的锁，称为排他锁/独占锁。ReentrantReadWriteLock默认是非公平锁，可通过构造函数自定义公平非公平锁。
1、没有其他线程的写锁。
2、没有写请求或者有写请求，但调用线程和持有锁的线程是同一个。
3、线程进入写锁的前提条件：无其他线程的读锁或写锁。
读写锁有以下三个重要的特性：
（1）公平选择性：支持非公平（默认）和公平的锁获取方式，吞吐量还是非公平优于公平。
（2）重进入：读锁和写锁都支持线程重进入。
（3）锁降级：遵循获取写锁、获取读锁再释放写锁的次序，写锁能够降级成为读锁。
案例
/**
* 资源类
*/
class MyCaChe {
/**
* 保证可见性
*/
private volatile Map<String, Object> map = new HashMap<>();
private ReentrantReadWriteLock reentrantReadWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
/**
* 写
*
* @param key
* @param value
*/
public void put(String key, Object value) {
reentrantReadWriteLock.writeLock().lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t正在写入" + key);
//模拟网络延时
try {
TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
map.put(key, value);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t写入完成");
} finally {
reentrantReadWriteLock.writeLock().unlock();
}
}
/**
* 读
*
* @param key
*/
public void get(String key) {
reentrantReadWriteLock.readLock().lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t正在读取");
//模拟网络延时
try {
TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
Object result = map.get(key);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t读取完成" + result);
} finally {
reentrantReadWriteLock.readLock().unlock();
}
}
}
class ReadWriteLockDemo {
public static void main(String[] args) {
MyCaChe myCaChe = new MyCaChe();
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
final int tem = i;
new Thread(() -> {
myCaChe.put(tem + "", tem);
}, String.valueOf(i)).start();
}
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
final int tem = i;
new Thread(() -> {
myCaChe.get(tem + "");
}, String.valueOf(i)).start();
}
}
}
执行效果：
