死磕java同步系列之開篇-創(chuàng)新互聯(lián)

簡(jiǎn)介

同步系列，這是彤哥想了好久的名字，本來是準(zhǔn)備寫鎖相關(guān)的內(nèi)容，但是java中的CountDownLatch、Semaphore、CyclicBarrier這些類又不屬于鎖，它們和鎖又有很多共同點(diǎn)，都是為了協(xié)同多線程的執(zhí)行，都是一種同步器，所以這里就借用同步來取名字了，也就是“同步系列”的來源。

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概覽

這一篇的內(nèi)容會(huì)比較多，大致包含三大主題：java中的鎖、同步器、分布式鎖，大致講的內(nèi)容如下：

（1）volatile

（2）synchronized

（3）AQS及Condition

（4）ReentrantLock

（5）ReentrantReadWriteLock

（6）StampedLock

（7）CountDownLatch

（8）Semaphore

（9）CyclicBarrier

（10）Phaser

（11）Mysql實(shí)現(xiàn)分布式鎖

（12）Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖

（13）Zookeeper實(shí)現(xiàn)分布鎖

這些內(nèi)容都比較晦澀難懂，網(wǎng)上也有比較多的資料，但往往講得不夠透徹，彤哥會(huì)盡量用通俗易懂的語言把這些問題講清楚。

名詞解釋

關(guān)于鎖的名詞也有很多，彤哥大致整理了下，全部列到這里：

（1）公平鎖/非公平鎖

公平鎖，是指按照線程申請(qǐng)的順序獲取鎖。

非公平鎖，是指不是按照線程申請(qǐng)的順序獲取鎖，有可能后申請(qǐng)的線程反而先獲取到鎖，假如先來的線程一直獲取不到鎖，會(huì)造成鎖饑餓現(xiàn)象。

ReentrantLock中可以通過構(gòu)造方法指定是否為公平鎖，默認(rèn)為非公平鎖，非公平鎖的優(yōu)點(diǎn)在于吞吐量大。

synchronized無法指定為公平鎖，一直都是非公平鎖。

（2）可重入鎖

可重入鎖，是指一個(gè)線程獲取鎖之后再嘗試獲取鎖時(shí)會(huì)自動(dòng)獲取鎖，可重入鎖的優(yōu)點(diǎn)是避免死鎖。

ReentrantLock和synchronized都是可重入鎖。

（3）獨(dú)享鎖/共享鎖

獨(dú)享鎖，是指鎖一次只能被一個(gè)線程持有。

共享鎖，是指鎖一次可以被多個(gè)線程持有。

ReentrantLock和synchronized都是獨(dú)享鎖，ReadWriteLock的讀鎖是共享鎖，寫鎖是獨(dú)享鎖。

（4）互斥鎖/讀寫鎖

與獨(dú)享鎖/共享鎖的概念差不多，是獨(dú)享鎖/共享鎖的具體實(shí)現(xiàn)。

ReentrantLock和synchronized都是互斥鎖

ReadWriteLock是讀寫鎖

（5）樂觀鎖/悲觀鎖

悲觀鎖，是指認(rèn)為對(duì)于同一個(gè)數(shù)據(jù)的并發(fā)操作必然會(huì)發(fā)生修改，即使不會(huì)發(fā)生修改也這么認(rèn)為，所以一定要加鎖。

樂觀鎖，是指認(rèn)為對(duì)于同一個(gè)數(shù)據(jù)的并發(fā)操作不一定會(huì)發(fā)生修改，在更新數(shù)據(jù)的時(shí)候，嘗試去更新數(shù)據(jù)，如果失敗就不斷嘗試。

悲觀鎖適用于寫操作多的場(chǎng)景，樂觀鎖適用于讀操作多的場(chǎng)景。

（6）分段鎖

分段鎖，是一種鎖的設(shè)計(jì)思路，它細(xì)化了鎖的粒度，主要運(yùn)用在ConcurrentHashMap中，實(shí)現(xiàn)高效的并發(fā)操作，當(dāng)操作不需要更新整個(gè)數(shù)組時(shí)，就只鎖數(shù)組中的一項(xiàng)就可以了。

（7）偏向鎖/輕量級(jí)鎖/重量級(jí)鎖

這三個(gè)鎖主要是針對(duì)synchronized進(jìn)行優(yōu)化使用的，主要是通過對(duì)象監(jiān)視器在對(duì)象頭中的字段來表明的。

偏向鎖，是指一段同步代碼一直被一個(gè)線程訪問，那么這個(gè)線程會(huì)自動(dòng)獲取鎖，降低獲取鎖的代價(jià)。

輕量級(jí)鎖，是指當(dāng)鎖是偏向鎖時(shí)，被另一個(gè)線程所訪問，偏向鎖會(huì)升級(jí)為輕量級(jí)鎖，這個(gè)線程會(huì)通過自旋的方式嘗試獲取鎖，不會(huì)阻塞，提高性能。

重量級(jí)鎖，是指當(dāng)鎖是輕量級(jí)鎖時(shí)，當(dāng)自旋的線程自旋了一定的次數(shù)后，還沒有獲取到鎖，就會(huì)進(jìn)入阻塞狀態(tài)，該鎖升級(jí)為重量級(jí)鎖，重量級(jí)鎖會(huì)使其他線程阻塞，性能降低。

（8）自旋鎖

自旋鎖，是指嘗試獲取鎖的線程不會(huì)阻塞，而是循環(huán)的方式不斷嘗試，這樣的好處是減少線程的上下文切換帶來的開鎖，提高性能，缺點(diǎn)是循環(huán)會(huì)消耗CPU。

（9）監(jiān)視器鎖

synchronized的實(shí)現(xiàn)方式，使用monitorenter和monitorexit來實(shí)現(xiàn)。

（10）mutex鎖

互斥鎖，LockSupport.part()底層是通過mutex實(shí)現(xiàn)的。

彩蛋

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