java 常用锁

公平锁和非公平锁

1.公平锁，是指多个线程按照申请的顺序来获取锁，类似排队打饭，先来后到。

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，在高并发情况下，有可能会造成优先级反转或者饥饿现象。

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。

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可重入锁（也叫做递归锁）

指的是同一个线程外层函数获得锁之后，内层递归函数仍然能获取该锁的代码，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。也即是说，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就是一个典型的可重入锁，可重入锁的最大作用是避免死锁。

例子：

class Photo implements Runnable{

    public synchronized void sendSMS() throws Exception {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t invoked sendSMS()");
        sendEmail();
    }

    public synchronized void sendEmail() throws Exception {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t invoked sendEmail()");
    }

    @Override
    public void run() {
        get();
    }
    Lock lock = new ReentrantLock();

    public void get() {
        lock.lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t invoked sendSMS()");
            set();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void set() {
        lock.lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t invoked sendEmail()");
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

}

public class ReentrantLockDemo {

   public static void main(String[] args) {
       Photo photo = new Photo();
       new Thread(() ->{
           try {
               photo.sendSMS();
           } catch (Exception e) {
               e.printStackTrace();
           }
       },"t1").start();

       new Thread(() ->{
           try {
               photo.sendSMS();
           } catch (Exception e) {
               e.printStackTrace();
           }
       },"t2").start();

       try {
           TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
       } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
       }
       System.out.println("------------------------");
       Thread t3 = new Thread(photo,"t3");
       Thread t4 = new Thread(photo,"t4");
       t3.start();
       t4.start();
   }
}

运行结果见下图

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自旋锁（spinlock）

是指尝试获取锁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

//unsafe.getAndAddInt(Object var1, long var2,int var4) {

　　int var 5;

　　do {

　　　　var5  = this.getIntVolatile(var1,var2);

　　} while(!this.compareAndSwapInt(var1,var2,var5,var5 + var4))

　　  return var5;

}

例子：

public class SpinLockDemo {
    //原子引用线程
    AtomicReference<Thread> atomicReference = new AtomicReference<>();

    public void myLock() {
        Thread thread = Thread.currentThread();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t come in");
        while (!atomicReference.compareAndSet(null,thread)){

        }
    }

    public void myUnlock() {
        Thread thread = Thread.currentThread();
        atomicReference.compareAndSet(thread,null);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t come out");
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpinLockDemo spinLockDemo = new SpinLockDemo();
        new Thread(() ->{
            spinLockDemo.myLock();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            spinLockDemo.myUnlock();
        },"t1").start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(() ->{
            spinLockDemo.myLock();
            spinLockDemo.myUnlock();
        },"t2").start();
    }
}

结果如下：

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独占锁：指该锁一次只能被一个线程所持有，对ReentrantLock和Synchronized而言都是独占锁

共享锁：指该锁可被多个线程所持有，对于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

读写锁分离例子：

class MyReadWrite {
    private volatile Map<String, Object> map = new HashMap<>();
    //private Lock lock = new ReentrantLock();
    private ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();

    public void put(String key, Object value) {
        readWriteLock.writeLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t正在写入：" + key);
            try {
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            map.put(key, value);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t写入完成：" + key);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            readWriteLock.writeLock().unlock();
        }

    }

    public void get(String key) {

        readWriteLock.readLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t正在读取：");
            try {
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            Object result = map.get(key);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t读取完成：" + result);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            readWriteLock.readLock().unlock();
        }

    }
}

    public class ReadWriteLockDemo {
        public static void main(String[] args) {
            MyReadWrite myReadWrite = new MyReadWrite();
            //模拟5个线程读写
            for(int i = 1; i <= 5; i++) {
                final int tempInt = i;
                new Thread(() ->{
                    myReadWrite.put(tempInt+"",tempInt+"");
                },String.valueOf(i)).start();
            }

            for(int i = 1; i <= 5; i++) {
                final int tempInt = i;
                new Thread(() ->{
                    myReadWrite.get(tempInt+"");
                },String.valueOf(i)).start();
            }
        }
    }

结果如下：