Java中各种锁的详解

导读

今天和同事探讨多线程中的锁问题,发现我对这方面了解太少了,像我这么热爱学习的人(其实单身狗除了写博客也没其他可做的),决定梳理一下java中的各种锁

一.

在 JDK 1.6 之前， 是重量级锁，效率低下。

从 JDK 1.6 开始， 做了很多优化，如偏向锁、轻量级锁、自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化等技术来减少锁操作的开销。

同步锁一共包含四种状态：无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁，它会随着竞争情况逐渐升级。 同步锁可以升级但是不可以降级，目的是为了提高获取锁和释放锁的效率。

的底层原理

修饰的代码块

通过反编译.class文件，通过查看字节码可以得到：在代码块中使用的是 和 指令，其中 指令指向同步代码块的开始位置， 指令指明同步代码块的结束位置。

修饰的方法

同样查看字节码可以得到：在同步方法中会包含 标记符。该标记符指明了该方法是一个同步方法，从而执行相应的同步调用。

二.对象锁、类锁、私有锁

对象锁：使用 修饰非静态的方法以及 (this) 同步代码块使用的锁是对象锁。

类锁：使用 修饰静态的方法以及 (class) 同步代码块使用的锁是类锁。

私有锁：在类内部声明一个私有属性如 lock，在需要加锁的同步块使用 (lock）

它们的特性：

由私有锁实现的等待/通知机制

bject lock = new Object();// 由等待方线程实现
synchronized (lock) {while (条件不满足) {lock.wait();}                         
}// 由通知方线程实现
synchronized (lock) {条件发生改变lock.notify();                    
}

三.

是一个独占/排他锁。相对于 ，它更加灵活。但是需要自己写出加锁和解锁的过程。它的灵活性在于它拥有很多特性。

需要显示地进行释放锁。特别是在程序异常时， 会自动释放锁，而 并不会自动释放锁，所以必须在 中进行释放锁。

它的特性：

是很多类的基础，例如 内部使用的 就是继承 ， 也使用了 。

四. ck

ck拥有读锁()和写锁()，读锁是一个共享锁，写锁是一个排他锁。

它的特性：

五. CAS

上面提到的 、ck 都是基于 (AQS)，而 AQS 又是基于 CAS。CAS 的全称是 And Swap（比较与交换），它是一种无锁算法。

、Lock 都采用了悲观锁的机制，而 CAS 是一种乐观锁的实现。

CAS 的特性：

CAS 存在的问题：

六.

用于替代传统的 的 wait()、() 实现线程间的协作。

在 对象中，与 wait、、 方法对应的分别是 await、 和 。

必须要配合 Lock 一起使用，一个 的实例必须与一个 Lock 绑定。

它的特性：

七.

、、 都是并发工具类。

可以指定多个线程同时访问某个资源，而 和 都是一次只允许一个线程访问某个资源。由于 适用于限制访问某些资源的线程数目，因此可以使用它来做限流。

并不会实现数据的同步，数据的同步还是需要使用 、Lock 等实现。

它的特性：

八.

可以看成是一个倒计数器，它允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。因此， 是共享锁。

的 () 方法将计数器减1，await() 方法会阻塞当前线程直到计数器变为0。

九.脑图

十. 总结

本文小结了 Java 常用的一些锁及其一些特性，掌握这些锁是掌握 Java 并发编程的基础。当然，Java 的锁并不止这些，例如 的分段锁()，分布式环境下所使用的分布式锁。

参考文章

1.Java 各种锁的小结

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