系统梳理一下锁

背景

有人对Java主流锁作了下面全面的梳理。梳理的确实挺好的。可是我看到这张图，第一个感受是：记不住。

  

由于分了太多类，彼此之间没有什么联系。作PPT能够。若是聊天或者面试，不用纸笔的状况下，就不太好描述了。也不利于对原理和应用的理解。

基于上述的考虑，我就本身系统的梳理一下锁，但愿能够有助于你们理解和记忆，以致于最后在工做中获得很好的应用。

先说线程锁再说分布式锁。

 

线程锁

概述 

这里说的线程锁是Java线程锁，从原理上各个语言应该都比较类似。有不少维度的划分方式，我比较建议的是从大面上分为乐观锁和悲观锁。

乐观锁主要是自旋+CAS的方式，好比JUC(java.util.concurrent包)的原子类。 

悲观锁主要用synchronized关键字的隐式锁和基于AQS的显示锁。

上面三段总结以下：

 

悲观锁的实现原理

1>synchronized关键字

随着java版本升级，synchronized关键字虽然是用C++写的，可是原理和JCU包的ReentrantLock很类似。synchronized关键字有4种锁状态：无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁。无锁相似于ReentrantLock的交替执行，没有并发，就不涉及锁；偏向锁相似于ReentrantLock的可重入的概念，使得已经获取到锁的线程能够屡次获取锁；轻量级锁解决的问题是尽可能避免线程切换，使用的方法也和ReentrantLock类似，是自旋+CAS的方式；重量级锁依赖于管程monitor来实现，和ReentrantLock同样都涉及用户态和内核态切换。

根据这个咱们再来补充一下Java线程锁的思惟导图：

 

2>基于基于AQS的显示锁

基于AQS的显示锁我以前看过一些源码。这里面比较经典的是ReentrantLock。这是可重入锁，就是同一个线程能够反复进入加锁的线程。若是想实现不可重入锁也很简单。把可重入锁对当前线程作特殊处理的部分去掉就行了。

其余JCU下locks包里的锁好比读写锁就是将锁细化成了读锁和写锁。读锁是共享锁的实现，写锁是排他锁的实现。

ReentrantLock能够使用公平锁和非公平锁两种方式，公平锁和非公平锁各自继承了AQS。区别只是非公平锁在须要加锁时先直接尝试是否能够获取锁成功，而公平锁是先看本身是否须要排队。

下面以ReentrantLock的公平锁为例来简单聊一下AQS的源码。AQS核心是实现了CLH队列。

AQS有head、tail、持有锁的线程、状态4个主要的成员变量。

利用head!=tail就是说AQS是否未被初始化来判断是否交替执行，交替执行则不用加锁；若是须要加锁则判断是否就是当前拥有锁的线程，是的话，将进入次数+1；若是不是则判断是否须要初始化AQS，须要的话先初始化一个dummy header，再将本身加入队尾，若是是队列里dummy header的指针指向的节点，则它为先自旋判断是否能够获取锁；若是不是dummy header指针指向的节点，则使用park让出cpu。当dummy header的指针指向的节点获取到锁以后，会将head指向本身，同时将本身这个Node节点的当前线程设置为空，将本身设置为dummy header，同时将原来dummy header的指针都设置为null，使得原dummy header成为一个没有引用的节点，便于垃圾回收。

根据这个咱们再来补充一下Java线程锁的思惟导图：

 

 

 

 

分布式锁

无论是线程锁仍是分布式锁，都实现了tryLock、lock、unlock三个方法。

tryLock的语义是非阻塞锁，尝试获取锁，成功返回true，不成功返回false；主流lock语义是阻塞锁。实现通常基于tryLock来作自旋，不成功的时候也会有像ReentrantLock同样的阻塞操做。

常见的分布式锁实现以及数据库锁的实现详见以前写的文章：《MySQL常见6个考题在实际工做中的运用》这里就再也不赘述了。

 

总结

本篇文章在介绍知识点是次要的，主要是展现了总结思考的思路，但愿能对读者朋友们的思考问题方法上有所帮助，仅作参考。