前言
Java中有很多的鎖, 本文將對鎖進行歸納總結, 便於自己以後學習理解。
樂觀鎖和悲觀鎖
樂觀鎖和悲觀鎖都是一種廣義上的概念，在Java和數據庫中都有對此概念的實際應用。
悲觀鎖認爲自己在使用數據的時候一定有別的線程來修改數據，因此在獲取數據的時候會先加鎖，確保數據不會被別的線程修改。在Java中synchronized關鍵字和Lock的實現類都是悲觀鎖。
樂觀鎖認爲自己在使用數據的時候不會有別的線程修改數據，所以不會添加鎖，只是在更新數據的時候去判斷之前有沒有別的線程更新了這個數據。如果這個數據沒有被更新，當前線程將自己修改的數據成功寫入，如果數據已經被其他線程更新，則根據不同的實現方式執行不同的操作（例如報錯或者自動重試）。樂觀鎖在Java中是通過使用無鎖編程來實現，最常採用的是CAS算法，Java原子類中的遞增操作就是通過CAS自旋實現的。
從上面的描述我們可以發現：
悲觀鎖適合寫操作多的場景，先加鎖可以保證寫操作時數據正確。
// ------------------------- 悲觀鎖的調用方式 -------------------------
// synchronized
public synchronized void testMethod() {
// 操作同步資源
}
// ReentrantLock
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); // 需要保證多個線程使用的是同一個鎖
public void modifyPublicResources() {
lock.lock();
// 操作同步資源
lock.unlock();
}
// ------------------------- 樂觀鎖的調用方式 -------------------------
private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(); // 需要保證多個線程使用的是同一個AtomicInteger
atomicInteger.incrementAndGet(); //執行自增1
通過調用方式示例，我們可以發現悲觀鎖基本都是在顯式的鎖定之後再操作同步資源，而樂觀鎖則直接去操作同步資源。那麼，爲何樂觀鎖能夠做到不鎖定同步資源也可以正確的實現線程同步呢？我們通過介紹樂觀鎖的主要實現方式CAS的技術原理來爲大家解惑。
CAS全稱Compare And Swap（比較與交換），這是一種無鎖算法，在不使用鎖（沒有線程被阻塞）的情況下實現多線程之間的變量同步。java.util.concurrent包中的原子類就是通過CAS來實現樂觀鎖。
CAS操作涉及到三個操作數：
1.）需要讀寫的內存值V
2.）進行比較的值A
3.）要寫入的新值B
當且僅當V的值等於A時，CAS通過原子方式用新值B來更新V的值（比較和更新整體是一個原子操作），如果V的值不等於A，則不執行任何操作，更新操作是一個不斷重試的操作。
注意：CAS操作如果長時間不成功，會導致其一直自旋，給CPU帶來非常大的開銷。
自旋鎖和適應性自旋鎖
阻塞或喚醒一個Java線程需要操作系統切換CPU狀態來完成，這種狀態轉換需要耗費CPU不少時間，在許多場景中，同步資源的鎖定時間很短，爲了這一小段時間去切換線程，線程掛起和恢復現場的花費可能會讓系統得不償失。爲了讓當前線程稍等一下，我們需要讓當前線程進行自旋，如果在自旋完成之後前面鎖定同步資源的線程已經釋放了鎖，那麼當前線程就可以不必阻塞而是直接獲取同步資源，從而避免切換線程的開銷，這就是自旋鎖。
自旋鎖本身是有缺點的，它不能代替阻塞，自旋等待雖然避免了線程切換的開銷，但它要佔用處理器時間。如果鎖被佔用的時間很短，自旋等待的效果就會非常好。反之，如果鎖被佔用的時間很長，那麼自旋的線程只會白白浪費處理器資源。自旋鎖的實現原理同樣也是CAS，通過看源碼我們會發現， 它就是一個do-while循環。
自適應意味着自旋的時間（次數）不再固定，而是由前一次在同一個鎖上的自旋時間及鎖的擁有者的狀態來決定。如果在同一個鎖對象上，自旋等待剛剛成功獲得過鎖，並且持有鎖的線程正在運行中，那麼虛擬機就會認爲這次自旋也是很有可能再次成功，進而它將允許自旋等待持續相對更長的時間。如果對於某個鎖，自旋很少成功獲得過，那在以後嘗試獲取這個鎖時將可能省略掉自旋過程，直接阻塞線程，避免浪費處理器資源。
無鎖 VS 偏向鎖 VS 輕量級鎖 VS 重量級鎖
無鎖沒有對資源進行鎖定，所有的線程都能訪問並修改同一個資源，但同時只有一個線程能修改成功。CAS原理及應用即是無鎖的實現。
偏向鎖是指一段同步代碼一直被一個線程所訪問，那麼該線程會自動獲取鎖，降低獲取鎖的代價。
輕量級鎖是指當鎖是偏向鎖的時候，被另外的線程所訪問，偏向鎖就會升級爲輕量級鎖，其他線程會通過自旋的形式嘗試獲取鎖，不會阻塞，從而提高性能。
重量級鎖是將除了擁有鎖的線程以外的線程都阻塞。
公平鎖 VS 非公平鎖
公平鎖是指多個線程按照申請鎖的順序來獲取鎖，線程直接進入隊列中排隊，隊列中的第一個線程才能獲得鎖。公平鎖的優點是等待鎖的線程不會餓死。缺點是整體吞吐效率相對非公平鎖要低，等待隊列中除第一個線程以外的所有線程都會阻塞，CPU喚醒阻塞線程的開銷比非公平鎖大。
非公平鎖是多個線程加鎖時直接嘗試獲取鎖，獲取不到纔會到等待隊列的隊尾等待。但如果此時鎖剛好可用，那麼這個線程可以無需阻塞直接獲取到鎖，所以非公平鎖有可能出現後申請鎖的線程先獲取鎖的場景。非公平鎖的優點是可以減少喚起線程的開銷，整體的吞吐效率高，因爲線程有機率不阻塞直接獲得鎖，CPU不必喚醒所有線程。缺點是處於等待隊列中的線程可能會餓死，或者等很久纔會獲得鎖。
可重入鎖 VS 非可重入鎖
可重入鎖又名遞歸鎖，是指在同一個線程在外層方法獲取鎖的時候，再進入該線程的內層方法會自動獲取鎖（前提鎖對象得是同一個對象或者class），不會因爲之前已經獲取過還沒釋放而阻塞。Java中ReentrantLock和synchronized都是可重入鎖，可重入鎖的一個優點是可一定程度避免死鎖。下面用示例代碼來進行分析：
public class Widget {
public synchronized void doSomething() {
System.out.println("方法1執行...");
doOthers();
}
public synchronized void doOthers() {
System.out.println("方法2執行...");
}
}
在上面的代碼中，類中的兩個方法都是被內置鎖synchronized修飾的，doSomething()方法中調用doOthers()方法。因爲內置鎖是可重入的，所以同一個線程在調用doOthers()時可以直接獲得當前對象的鎖，進入doOthers()進行操作。
如果是一個不可重入鎖，那麼當前線程在調用doOthers()之前需要將執行doSomething()時獲取當前對象的鎖釋放掉，實際上該對象鎖已被當前線程所持有，且無法釋放。所以此時會出現死鎖。
獨享鎖 VS 共享鎖
獨享鎖也叫排他鎖，是指該鎖一次只能被一個線程所持有。如果線程T對數據A加上排它鎖後，則其他線程不能再對A加任何類型的鎖。獲得排它鎖的線程即能讀數據又能修改數據。JDK中的synchronized和JUC中Lock的實現類就是互斥鎖。
共享鎖是指該鎖可被多個線程所持有。如果線程T對數據A加上共享鎖後，則其他線程只能對A再加共享鎖，不能加排它鎖。獲得共享鎖的線程只能讀數據，不能修改數據。
在ReentrantReadWriteLock裏面，讀鎖和寫鎖的鎖主體都是Sync，但讀鎖和寫鎖的加鎖方式不一樣。讀鎖是共享鎖，寫鎖是獨享鎖。讀鎖的共享鎖可保證併發讀非常高效，而讀寫、寫讀、寫寫的過程互斥，因爲讀鎖和寫鎖是分離的。所以ReentrantReadWriteLock的併發性相比一般的互斥鎖有了很大提升。
轉載自美團技術團隊:
https://tech.meituan.com/Java_Lock.html