＜JavaEE＞锁进阶 -- 锁策略(乐观锁和悲观锁、重量级锁和轻量级锁、自旋锁和挂起等待锁、可重入锁和不可重入锁、公平锁和非公平锁、读写锁)-编程知识

一、锁策略介绍

二、乐观锁和悲观锁

三、轻量级锁和重量级锁

四、自旋锁和挂起等待锁

五、公平锁和非公平锁

六、可重入锁和不可重入锁

七、读写锁

一、锁策略介绍

加锁的目的是为了保证线程安全，根据不同的实际情况，锁也会有不同的策略来应对。

以下将介绍多种锁策略，包括：

乐观锁	在加锁之前进行预估，如果预估锁冲突发生概率不大或锁冲突不激烈，则不会在加锁时做太多工作，因此加锁速度也快，称为乐观锁。
悲观锁	在加锁之前进行预估，如果预估锁冲突发生概率较大或锁冲突激烈，则需要在加锁时做更多工作，因此加锁速度也慢，称为悲观锁。

synchronized 是乐观锁还是悲观锁？

synchronized 在初始阶段是乐观锁，但如果发现锁竞争变得频繁，也会根据场景的变化而转换为悲观锁。

图示演示锁的层次：

重量级锁	重量级锁重度依赖mutex互斥锁，这种互斥锁是由CPU指令实现的，CPU指令又具有原子性。因此，使用重量级锁会引发大量的内核态和用户态切换，容易引发线程调度，加锁开销大。
轻量级锁	轻量级锁则尽量不使用mutex互斥锁，代码能在用户态处理就尽量不切换内核态，除非确实需要时，才会使用mutex互斥锁，因此不容易发生用户态和内核态的切换，也不容易引发线程调度。

1）synchronized 是轻量级锁还是重量级锁？

synchronized 在初始阶段是轻量级锁，但如果发现锁竞争变得频繁，也会根据场景的变化而转换为重量级锁。

2）轻量级锁和重量级锁、乐观锁和悲观锁，这两中类型的锁之间有什么关系？

轻量级锁加锁开销小，加锁速度快，是乐观锁；

重量级锁枷锁开销大，加锁速度慢，是悲观锁；

由此可以看出，轻量级锁和重量级锁、乐观锁和悲观锁，其实是对同一个事物不同角度的描述。

锁的轻量与重量，是从加锁时做的工作的多少来判定的；

而锁的乐观与悲观，是从加锁前对后续工作量的预估来判定的。

自旋锁

如果获取锁失败，将会在极短的时间内再次尝试获取。获取锁这个行为会不断循环，直到成功获取到锁。

自旋锁没有放弃CPU，不涉及线程阻塞和调度，一旦锁被释放，就会第一时间获得锁。但与此同时，如果锁被其他线程长期持有，那么自旋锁就会持续占用CPU资源，造成资源浪费。

挂起等待锁

如果获取锁失败，会让线程挂起等待，直到锁释放或满足其他条件，再重新尝试获取锁。

挂起等待时，内核调度器会介入，此时线程被调度离开，此时CPU资源释放，可以另作其他用途，但重新获取锁的开销也就随之变大。

1）synchronized 是自旋锁还是挂起等待锁？

synchronized 在初始阶段是自旋锁，但如果发现锁竞争变得频繁，也会根据场景的变化而转换为挂起等待锁。

2）轻量级锁和重量级锁、乐观锁和悲观锁、自旋锁和挂起等待锁之间有什么关系？

自旋锁是轻量级锁的一种具体实现，同时也是一种乐观锁；

挂起等待锁则是重量级锁的一种具体实现，同时也是一种悲观锁。

公平锁	在线程阻塞后，形成一个等待队列，在待锁释放后，等待的线程按照“先来后到”的顺序获得锁。
非公平锁	在锁释放之后，等待锁的线程一同竞争锁，不关心哪个线程先等待的。

1）synchronized 是公平锁还是非公平锁？

synchronized 是非公平锁。

操作系统内部的线程调度是无序的，synchronized 并没有使用额外的数据结构来记录线程的阻塞顺序，没有对随即调度这个机制进行限制，因此是非公平锁。

2）公平锁一定比非公平锁好吗？

公平锁天然就不会产生“线程饿死”问题。

但是，公平锁和非公平锁没有优劣之分，只需看哪个场景更适用。