最近在學習java的併發編程時，遇到了很多鎖的概念，有很多其實都是同一個鎖的多種叫法而已，或者是某種鎖的一個功能。爲了更好的梳理這塊知識，這裏做一個小結，將鎖的概念進行區分。
先說目前我們所遇到的鎖的名詞，大致有如下這些：公平鎖/非公平鎖、可重入鎖(遞歸鎖)、獨享鎖/共享鎖、互斥鎖/讀寫鎖、樂觀鎖/悲觀鎖、自旋鎖、分段鎖、分佈式鎖。
公平鎖/非公平鎖
這個概念主要是指，當多個進程同時搶佔一個資源時，由於該資源已經被佔用，那麼這些線程會進入等待隊列。此時，如果是公平鎖，那麼所有的進程會按照訪問時間依次進入隊列，當資源被釋放後，從隊列中出隊一個線程進行處理（由於隊列是先進先出原則，所以保證了公平性）；如果是非公平鎖，那麼會有兩種情況進行處理：1、每個線程都有各自的優先級，每當資源被釋放後，會根據線程優先級進行出隊，優先級高的線程先獲得資源搶佔權。2、每個線程在訪問資源發現被佔用，進入等待隊列前，會再進行一次搶佔動作，如果此時能搶到鎖，那麼就繼續執行，搶不到，就進入等待隊列（AQS非公平鎖原理）。
非公平鎖的優點是，高併發下的吞吐量比公平鎖要高（畢竟少了入隊出隊操作），但是極端情況下會導致某些線程長時間搶不到資源而導致超時。
可重入鎖(遞歸鎖)
這個概念是指，如果一個線程在獲得鎖的情況下，內部調用邏輯有同樣的鎖，那麼它依然可以獲得該鎖，而不需要等待。如下，funcA方法本身有鎖，調用的funcB方法也有鎖，但是他們是在同一個線程邏輯內的鎖，可以認爲是一個鎖，這樣在調用funcB方法時，可以直接獲取該鎖而不用等待，避免死鎖的發生。
synchronized void funcA() throws Exception{
Thread.sleep(1000);
funcB();
}
synchronized void funcB() throws Exception{
Thread.sleep(1000);
}
可以這麼理解，你有一把家門鑰匙，當你開門進入後，將門反鎖（即上鎖，避免其他人進入），屋裏的其他房間都可以對你敞開，你要做的操作僅僅是：進入主臥--開門--離開主臥--關門，進入廚房--開門--離開廚房--關門。這個操作在Java中，就是用一個計數器來控制，當你重複獲得一個鎖時，該鎖的計數器會加一，釋放時減一，直到計數器爲0，才標誌着該資源被完全釋放。
獨享鎖/共享鎖
互斥鎖/讀寫鎖
這兩個概念一起說吧。獨享的意思，就是互斥，這個很好理解，就是一個資源每次只能被一個線程佔用，佔用期間其他線程不能搶佔，只能等待。共享鎖是指一個資源同時可以被多個線程佔用。java中的Synchronized和ReentrantLock都是獨享鎖。不過Lock的另一個實現ReadWriteLock（讀寫鎖）就有共享鎖的實現。因爲讀操作並沒有對數據進行更改，加不加鎖其實不影響，而寫操作就需要加鎖避免髒數據的產生。爲了應對這種場景，就產生了讀寫鎖，提高併發效率。
樂觀鎖/悲觀鎖
自旋鎖
樂觀和悲觀，指的就是對待加鎖的態度。悲觀鎖認爲，不加鎖的併發操作一定會出問題，當一個線程在操作數據時，認爲這個數據一定被其他線程修改了，必須加鎖保證數據一致性（哪怕當前就它一個線程）；樂觀鎖認爲，當一個線程在操作數據時，認爲這個數據一定沒有被其他線程修改，不需要加鎖（也就是所謂的無鎖機制）。
悲觀鎖很好理解，只要加上鎖就好。
樂觀鎖因爲認爲不需要加鎖，但是爲了保證數據一致性，才用了CAS機制，即compare and swap（set），比較後再交換（賦值）。舉兩個例子來說明：
1、在sql執行更新語句時，悲觀鎖會在這個方法只上加Synchronized關鍵字保證每次只有一個線程能更新。而樂觀鎖不需要加鎖，他只需要在表中增加一個字段：version，每次修改之前先查詢該值（比如10），然後執行update語句爲
update table_name set name='zhangsan',version=version+1 where id=1 and version=10
只有當version=10的時候，這條語句纔會被執行，如果此時有另一個線程執行了這條語句，version會變成11，那麼該線程會執行失敗，有兩種選擇進行處理：A--退出，該情況可能的場景之一是用戶修改姓名，連續點了兩次提交，既然別的線程已經改了，那該線程直接結束就好；B--進入死循環，重新獲取新的version，再去更新，直到更新成功爲止，因爲這裏不停的循環等待，所以這種情況就被稱爲自旋鎖。該情況可能的場景就是記錄訪問量、庫存等等（當然，redis記錄更好）
2、Atomicinteger原子類的核心機制，採用了java的unsafe類，直接對內存進行操作，這裏有三個概念，初始值、期望值和比較值。比如要自增，從1增加到2，那麼初始值就是1，期望值就是2，比較值是從主存中拿回來的這個變量當前的值（涉及了JAVA內存模型，這裏不細說）。如果比較值是1，說明當前可以自增，然後增加後，將2刷回主存；如果比較值大於1，說明已經有其他線程將該變量進行了自增，那麼它就會在循環中開始自旋：將比較值賦給初始值，再進行一次CAS操作。
分段鎖
這是一種加鎖思想，並不是具體的一種鎖，是解決高併發下全局鎖可能造成的性能損失而出現的，在ConcurrentHashMap中有很好的體現。在進行put操作時，並不會對整個hashmap進行加鎖，會先根據hashcode算出將要插入的點，然後針對該點進行加鎖，這樣就保證了多個線程可以同時進行put操作了。
分佈式鎖
分佈式鎖主要是針對分佈式環境下，多臺主機同時操作同一個資源，因爲不在同一個jvm環境下，無法通過java自身進行控制，所以就需要藉助第三方工具來實現。主要有兩種方案：
1、藉助redis的setnx方法，該方法在插入一個值後成功後會返回1，失敗返回0。因爲redis本身是線程安全的，所以在操作時通過自旋的方式判斷返回值
2、藉助zookeeper的臨時節點。zk規定，同一個節點下，不能存在同名的節點，臨時節點則會在斷開連接的時候自動刪除。所以當一個節點被創建後，對應的線程會獲得鎖，其他線程獲取鎖失敗，此時不需要自旋，會執行線程等待狀態。zk在節點刪除時，會主動發出時間通知，其他線程在收到通知後，再進行一次申請鎖操作，獲得鎖就會解除等待狀態，否則繼續等待。
小結
1、java中有兩種鎖，Synchronized關鍵字和Lock鎖，其中Lock鎖是一個接口，其下有多種實現，最著名的就是ReentrantLock和ReadWriteLock，上面都有提到。
2、ReentrantLock的字面意思，其實就是可重入鎖的意思，它藉助了AQS機制，進行了加鎖。
3、Synchronized是通過jvm來實現的非公平鎖，所以無法改爲公平鎖。而ReentrantLock是通過代碼的方式實現了加鎖，所以可以進行公平和非公平的選擇，默認情況下是非公平鎖
4、自旋鎖（樂觀鎖）因爲實質上並沒有加鎖，所以它的併發效率會很高，但是因爲死循環的存在，會造成CPU的資源佔用。所以在使用鎖機制時，要針對不同的情況採用不同的鎖。
5、在使用自旋鎖時，要考慮實際情況，不能一味的死循環等待。其實自旋鎖也可以理解爲一個重試機制，當超出一定次數後，可以考慮退出。