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目录

1、乐观锁&悲观锁

1.1 乐观锁的定义

1.2 乐观锁的实现（CAS机制）

1.3 乐观锁存在的问题：ABA问题

1.4 悲观锁

2、公平锁&非公平锁

3、读写锁

4、独占锁&共享锁

5、可重入锁&自旋锁

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1、乐观锁&悲观锁

1.1 乐观锁的定义

乐观锁认为一般情况下不会出现冲突，所以只会在更新数据的时候才对冲突进行数据检测，如果没有发生冲突则直接修改，如果发生冲突则不做任何修改，然后把结果返回给用户，让用户自行处理。

1.2 乐观锁的实现（CAS机制）

CAS（COMPARE AND SWAP）：对比替换

V：内存中的值

A：预期的旧值

B：要替换的新值

CAS实现机制：比较V和A是否相等，相等则将V更改为B，否则提示修改失败。核心：先比较再替换

 

CAS实现借助Unsafe类，Unsafe类调用操作系统的Atomic::cmpxchg（原子性汇编指令）

我们一般不用Unsafe类，因为其中的方法可以直接对内存进行操作，是不安全的。

我们推荐使用Atomicxxx来实现CAS机制保证线程安全。如下：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;/*** CAS 使用*/
public class CASDemo1 {private static int number = 0;private static AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);private final static int MAX_COUNT = 100000;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// ++Thread t1 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < MAX_COUNT; i++) {atomicInteger.getAndIncrement(); // i++
//                number++;}});t1.start();// --Thread t2 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < MAX_COUNT; i++) {atomicInteger.getAndDecrement(); // i--
//                number--;}});t2.start();t1.join();t2.join();System.out.println("最终结果：" + atomicInteger.get());}
}

1.3 乐观锁存在的问题：ABA问题

 ABA问题代码演示：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;/*** CAS ABA 演示*/
public class ABADemo1 {private static AtomicInteger money = new AtomicInteger(100);public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//第一次点击转账(-50)Thread t1 = new Thread(()->{int old_money = money.get();try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}money.compareAndSet(old_money,old_money+50);});t1.start();//第二次点击转账(-50)[不小心点击的，因为第一次点击没有反应，所以又点了一次]Thread t2 = new Thread(()->{int old_money = money.get();money.compareAndSet(old_money,old_money+50);});t2.start();//给账户+50元Thread t3 = new Thread(()->{//执行花费1stry {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}int old_money = money.get();money.compareAndSet(old_money,old_money+50);});t1.join();t2.join();t3.join();System.out.println("最终账户余额："+money.get());}
}

ABA解决方案：

引入版本号，每次操作之后让版本号+1，执行下一步操作前，判断值和版本号，如果二者都为true才进行操作。

 

import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;/*** ABA 问题演示*/
public class ABADemo2 {private static AtomicStampedReference<Integer> money =new AtomicStampedReference<>(100, 0);public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 第 1 次点击转账按钮(-50)Thread t1 = new Thread(() -> {int old_money = money.getReference(); // 先得到余额int version = money.getStamp(); // 得到版本号// 执行花费 2stry {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}money.compareAndSet(old_money, old_money - 50, version, version + 1);});t1.start();// 第 2 次点击转账按钮(-50)【不小心点击的，因为第一次点击之后没反应，所以不小心又点了一次】Thread t2 = new Thread(() -> {int old_money = money.getReference(); // 先得到余额int version = money.getStamp(); // 得到版本号money.compareAndSet(old_money, old_money - 50,version, version + 1);});t2.start();// 给账户 +50 元Thread t3 = new Thread(() -> {// 执行花费 1stry {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}int old_money = money.getReference();int version = money.getStamp();money.compareAndSet(old_money, old_money + 50,version, version + 1);});t3.start();t1.join();t2.join();t3.join();System.out.println("最终账号余额：" + money.getReference());}
}

1.4 悲观锁

定义：总是假设最坏的情况，每次去拿数据的时候就认为别人会修改，所以每次进行访问都要进行上锁，这样被人拿数据时就会阻塞直到它拿到锁。

应用：synchronized、lock 都是悲观锁

2、公平锁&非公平锁

非公平锁：抢占式执行，有一些先来的任务还在排队，刚好释放锁的时候新来了一个任务，此时并不会通知任务队列来执行任务，而是执行新来的任务。

公平锁：所有任务来了之后先排队，线程空闲之后去任务队列按顺序执行最早任务。（排队做核酸）

3、读写锁

读写锁 （Readers-Writer Lock）顾名思义就是把一把锁分为两个部分：读锁和写锁，读锁允许多个线程同时获得，因为读本身就是线程安全的，而写锁是互斥锁，不允许多个线程同时获得，并且读写也是互斥的。ALL IN ALL :读读不互斥、读写互斥、写写互斥。

JAVA标准库提供了ReentrantReadWriteLock类，实现了读写锁

读写锁适合于“频繁读，不频繁写”的场景

import java.time.LocalDateTime;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;/*** 演示读写锁的使用*/
public class ReadWriteLockDemo {public static void main(String[] args) {//创建读写锁final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();//创建读锁final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = readWriteLock.readLock();//创建写锁final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = readWriteLock.writeLock();//创建线程池ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(5,5,0,TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingQueue<>());//线程池执行任务1【读操作】threadPool.submit(()->{//加锁操作readLock.lock();try {System.out.println("执行读锁1："+ LocalDateTime.now());TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}finally {readLock.unlock();}});//线程池执行任务2【读操作】threadPool.submit(()->{//加锁操作readLock.lock();try {System.out.println("执行读锁2："+ LocalDateTime.now());TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}finally {readLock.unlock();}});//线程池执行任务3【写操作】threadPool.submit(()->{//加锁操作writeLock.lock();try {System.out.println("执行写锁1："+ LocalDateTime.now());TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}finally {writeLock.unlock();}});//线程池执行任务4【写操作】threadPool.submit(()->{//加锁操作writeLock.lock();try {System.out.println("执行写锁2："+ LocalDateTime.now());TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}finally {writeLock.unlock();}});}
}

由此可看出读操作是同时进行的，而写操作则不能同时操作

4、独占锁&共享锁

独占锁：任何时候只有一个线程能执行资源操作：synchronized、lock

共享锁：可以同时被多个线程读取，但只能被一个线程修改。比如java中的读写锁。读锁可以同时被多个线程读取，而写锁则只能被一个线程修改。

5、可重入锁&自旋锁

可重入锁指的是该线程获取了该锁之后，可以无限次的进入该锁锁住的代码。

自旋锁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。