Java多线程篇——数据库锁+JUC8锁简单总结

前言

学数据库的时候学过了事务隔离级别和并发机制（行锁，表锁，乐悲观锁……），之后学Java多线程的时候增加到了8锁（自旋，乐悲观，ReentantLock，synchronized……），理念，实现一时搞糊涂了。本文不会对某一个点做过深的探讨，只是做一下大纲性的总结，具体的细节操作要查阅其他资料了😑

1. 数据库锁

数据库锁是针对事务而言的，当然，事务和多线程看上去是有一些关系，都表示一段指令的执行过程，两者的锁的本质都一样，但还是不要把两者搞混在一起，纠缠不清为好。

1.1 悲观锁

当我们要对一个数据库中的一条数据进行修改的时候，为了避免同时被其他人修改，最好的办法就是直接对该数据进行加锁以防止并发。之所以叫做悲观锁，是因为这是一种对数据的修改抱有悲观态度的并发控制方式。我们一般认为数据被并发修改的概率比较大，所以需要在修改之前先加锁。

实现 

s锁    （读锁，共享锁）

事务A读Y数据时，为了防止事务B去写数据Y，造成事务A两次读取数据Y不一致，事务A加把S锁

x锁 （写锁，独占锁）

事务A写数据Y时，为了防止事务B去读数据Y，事务B很可能读到临时的脏数据，事务A加把X锁

1.2 乐观锁

相对于悲观锁，在对数据库进行处理的时候，乐观锁并不会使用数据库提供的锁机制。一般的实现乐观锁的方式就是记录数据版本。乐观并发控制相信事务之间的数据竞争的概率是比较小的，因此尽可能直接做下去，直到提交的时候才去锁定，所以不会产生任何锁和死锁。

实现

使用乐观锁就不需要借助数据库的锁机制了。其实现方式有一种比较典型的就是Compare and Swap(CAS)技术。当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时，只有其中一个线程能更新变量的值，而其它线程都失败，失败的线程并不会被挂起，而是被告知这次竞争中失败，并可以再次尝试。缺点是存在ABA问题。

1.3 意向锁

1.4 行锁 表锁 页锁

按照锁粒度维度来看，MySQL数据库根据不同的存储引擎可以有表级锁、页级锁和行级锁。

表锁

MySQL中锁定粒度最大的一种锁，对当前操作的整张表加锁，实现简单，资源消耗也比较少，加锁快，不会出现死锁。其锁定粒度最大，触发锁冲突的概率越高，并发度最低，MyISAM和InnoDB引擎都支持表级锁。

行锁

页锁

页级锁定是MySQL中比较独特的一种锁定级别，在其他数据库管理软件中也并不是太常见。页级锁定的特点是锁定颗粒度介于行级锁定与表级锁之间，所以获取锁定所需要的资源开销，以及所能提供的并发处理能力也同样是介于上面二者之间。另外，页级锁定和行级锁定一样，会发生死锁。

1.5 锁算法

Record Lock

记录锁，锁定一个行记录

Gap Lock

间隙锁，锁定一个区间

Next-Key Lock

记录锁+间隙锁，锁定行记录和区间

2. Java多线程8锁

2.1 公平锁/非公平锁

1. 公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁。（先到先得，非常公平）
2. 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。有可能，会造成优先级反转或者饥饿现象。

对于Java ReentrantLock而言，通过构造函数指定该锁是否是公平锁，默认是非公平锁。非公平锁的优点在于吞吐量比公平锁大。
对于Synchronized而言，也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是通过AQS的来实现线程调度，所以并没有任何办法使其变成公平锁。

2.2 可重入锁

可重入锁又名递归锁，是指在同一个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。说的有点抽象，下面会有一个代码的示例。
对于Synchronized而言,也是一个可重入锁。可重入锁的一个好处是可一定程度避免死锁。

synchronized void setA() throws Exception{

    Thread.sleep(1000);

    setB();

}

synchronized void setB() throws Exception{

    Thread.sleep(1000);

}

// ……………………调用setA()………………………………
// 两个方法都要锁定this对象，如果synchronized不是可重入锁（一个线程可以多次加锁），那么到setB()的时候，就不能对this加锁了，线程卡死在setA()

2.3 独享锁/共享锁

1. 独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。
2. 共享锁是指该锁可被多个线程所持有。

对于Java ReentrantLock而言，其是独享锁。但是对于Lock的另一个实现类ReadWriteLock，其读锁是共享锁，其写锁是独享锁。
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。
独享锁与共享锁也是通过AQS来实现的，通过实现不同的方法，来实现独享或者共享。
对于Synchronized而言，当然是独享锁。

2.4 互斥锁/读写锁

上面讲的独享锁/共享锁就是一种广义的说法，互斥锁/读写锁就是具体的实现。
互斥锁在Java中的具体实现就是ReentrantLock
读写锁在Java中的具体实现就是ReadWriteLock

2.5 乐观锁/悲观锁

乐观锁与悲观锁不是指具体的什么类型的锁，而是指看待并发同步的角度。

1. 悲观锁认为对于同一个数据的并发操作，一定是会发生修改的，哪怕没有修改，也会认为修改。因此对于同一个数据的并发操作，悲观锁采取加锁的形式。悲观的认为，不加锁的并发操作一定会出问题。
2. 乐观锁则认为对于同一个数据的并发操作，是不会发生修改的。在更新数据的时候，会采用尝试更新，不断重新的方式更新数据。乐观的认为，不加锁的并发操作是没有事情的。

从上面的描述我们可以看出，悲观锁适合写操作非常多的场景，乐观锁适合读操作非常多的场景，不加锁会带来大量的性能提升。