Java锁的理解

目录：

　　1.为什么要使用锁？

　　2.锁的类型？

1.为什么要使用锁？

　　通俗的说就是多个线程，也可以说多个方法同时对一个资源进行访问时，如果不加锁会造成线程安全问题。举例：比如有两张票，但是有5个人进来买，买了一张票数就减1，在他们进门的时候会判断是否还有票，但是在他们进门的那一刻，票还一张都没有买走。但是他们都已经进门了，过了是否有票的校验了，所以最后票数为被减成负3，显然是不对的，因为票不能小于0，所以需要加一个锁，在同一时刻只能有一个人进门去买票，也就是同一个资源同一个时刻只能有一个线程进行操作，这样在第三个人进门的时候就能判断出票数已经卖完了，不会产生票数成负数的情况。

2.锁的类型

　　1.重入锁

　　重入锁也叫递归锁，外层的函数获取锁后，如果里面的函数仍然有获取锁的代码，里面的函数就不用重新获取锁了。 比如：ReentrantLock 和 synchronized

　　比如：

　　

public class Test implements Runnable {
    public  synchronized void get() {
        System.out.println("name:" + Thread.currentThread().getName() + " get();");
        set();
    }

    public synchronized  void set() {
        System.out.println("name:" + Thread.currentThread().getName() + " set();");
    }

    @Override
    public void run() {
        get();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Test ss = new Test();
        new Thread(ss).start();
        new Thread(ss).start();
        new Thread(ss).start();
    }
}

public class Test02 extends Thread {
    ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    public void get() {
        lock.lock();
        System.out.println(Thread.currentThread().getId());
        set();
        lock.unlock();
    }
    public void set() {
        lock.lock();
        System.out.println(Thread.currentThread().getId());
        lock.unlock();
    }
    @Override
    public void run() {
        get();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Test ss = new Test();
        new Thread(ss).start();
        new Thread(ss).start();
        new Thread(ss).start();
    }

}

　　2.读写锁

　　读写锁：既是排他锁，又是共享锁。读锁，共享锁，写锁：排他锁

　　

public class Cache {
    static Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
    static ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
    static Lock r = rwl.readLock();
    static Lock w = rwl.writeLock();

    // 获取一个key对应的value
    public static final Object get(String key) {
        r.lock();
        try {
            System.out.println("正在做读的操作,key:" + key + " 开始");
            Thread.sleep(100);
            Object object = map.get(key);
            System.out.println("正在做读的操作,key:" + key + " 结束");
            System.out.println();
            return object;
        } catch (InterruptedException e) {

        } finally {
            r.unlock();
        }
        return key;
    }

    // 设置key对应的value，并返回旧有的value
    public static final Object put(String key, Object value) {
        w.lock();
        try {

            System.out.println("正在做写的操作,key:" + key + ",value:" + value + "开始.");
            Thread.sleep(100);
            Object object = map.put(key, value);
            System.out.println("正在做写的操作,key:" + key + ",value:" + value + "结束.");
            System.out.println();
            return object;
        } catch (InterruptedException e) {

        } finally {
            w.unlock();
        }
        return value;
    }

    // 清空所有的内容
    public static final void clear() {
        w.lock();
        try {
            map.clear();
        } finally {
            w.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    Cache.put(i + "", i + "");
                }

            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    Cache.get(i + "");
                }

            }
        }).start();
    }
}

　　3.悲观锁

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　　总是假设最坏的情况，每次取数据时都认为其他线程会修改，所以都会加锁（读锁、写锁、行锁等），当其他线程想要访问数据时，都需要阻塞挂起。可以依靠数据库实现，如行　　锁、读锁和写锁等，都是在操作之前加锁，在Java中，synchronized的思想也是悲观锁。

　　

　　4.乐观锁

　　在更新数据的时候会判断其他线程是否修改过数据，一般通过version版本号控制。

　　具体实现，就是在数据表加一个version字段，每次更新的时候都会与上一次取出数据的版本号做比较。

　　① 线程A 和 线程B 同时取出同一条数据，这是数据的version为0.

　　② 线程A 取出数据的时候version = 0 ， 这时候线程A走完业务，需要更新数据，这是会 update tabel set version = version + 1 where id = {id} and version = #{取数　　据时的version}

　　③ 这时线程B 也走完业务去更新这条数据，这时执行update tabel set version = version + 1 where id = {id} and version = #{取出数据时的version} 这时候取出数据时　　的version为0但是线程这条数据的version已经为1了。所以会更新失败。在这个情况下可以写一个循环，重新去出该条数据进行更新，知道这条数据更新成功为止。

　　　　

　　5.CAS无锁机制（Compare and Swap）

　　这种模式在多核cpu的情况下，完全没有锁竞争带来的系统开销，也没有线程间频繁调度带来的开销，因此，它要比基于锁的方式拥有更优越的性能。

　　

　　什么是CAS？

　　CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。 当变量的内存位置的值 V 等于原值，说明在设值的时候没有其他线程去改变他的值，这时候将值设置为新值B。

　　

　　存在的问题？

　　ABA问题：当线程A在判断内存位置的值V是否等于原值之前，线程B将值改为了B，线程C又将值改为了A。这时候A线程在比较内存位置的值V是否等于原值时，这个条件返回true，但是这个值中途已经改变过了，

　　解决方法，在值改变的时候加上版本号。即线程A拿到的内存位置V的值为1A，线程B修改为了2B，线程C修改为了3A，这时候内存位置值1A不等于有3A，因此就不会存在ABA问题。

　　

　　循环时间长，开销大：当长时间获取不到资源的场景，自旋锁会一直循环，比较占用cpu资源。 可以根据一定的业务场景，让获取资源的操作做一些延迟。

　　

　　对于多个共享变量的问题：对于多个共享变量，我可以把多个共享变量放于一个对象中，当做一个共享变量来处理。

　　6.AQS　　

　　7.分布式锁

　　在分布式的场景下，如果是单数据库的情况下，某些场景下还可以用乐观锁，大部分场景想在不用的jvm中保证数据的同步，安全问题，还是需要使用缓存，数据，zookepper等实现分布式锁。

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