java.util.concurrent包系列文章
JUC—ThreadLocal源碼解析(JDK13)
JUC—ThreadPoolExecutor線程池源碼解析(JDK13)
JUC—各種鎖(JDK13)
JUC—原子類Atomic*.java源碼解析(JDK13)
JUC—CAS源碼解析(JDK13)
JUC—ConcurrentHashMap源碼解析(JDK13)
JUC—CopyOnWriteArrayList源碼解析(JDK13)
JUC—併發隊列源碼解析(JDK13)
JUC—多線程下控制併發流程(JDK13)
JUC—AbstractQueuedSynchronizer解析(JDK13)
本篇偏概念性，附帶部分源碼。
常用的鎖
常用的2種加鎖方式synchronized和Lock。
synchronized的缺點
- 效率低，試圖獲得鎖時不能設定超時，不能中斷一個正在試圖獲得鎖的線程
- 不夠靈活，加鎖和釋放的時機單一，每個鎖僅有單一的條件(某個對象)
- 無法知道是否成功獲取到鎖
Lock作爲synchronized的一種補充，他們都是可重入鎖。
Lock的主要方法
- lock()：獲取鎖，如果鎖被其他線程獲取，則等待。lock()不會像synchronized一樣在異常時自動釋放鎖，必須在finally中釋放鎖。lock()方法不能被中斷，一旦陷入死鎖，lock()就會陷入永久等待
- tryLock()：嘗試獲取鎖，如果當前鎖沒有被其他線程佔用，則獲取成功，則返回true，否則返回false，代表鎖獲取失敗。不等待，立刻返回
- tryLock(long time,TimeUnit unit)：超時就放棄
- lockInterruptibly():相當於tryLock(long time,TimeUnitunit)把超時時間設置爲無限。在等待鎖的過程中可以被中斷。 unlock()：必須在finally中釋放鎖
鎖的分類
互斥同步鎖(悲觀鎖)，
會鎖住被操作的對象
缺點
- 阻塞和喚醒帶來的性能劣勢
- 可能會陷入永久阻塞，死鎖
例子
- Java中悲觀鎖的實現就是synchronized和Lock相關類
- 數據庫中selec for update也是悲觀鎖
適合於併發寫很多的情況，適用於臨界區持鎖有時間比較長的情況，可以避免大量的無用自旋操作
非互斥同步鎖(樂觀鎖)
不會鎖住被操作的對象，在更新時會去檢查我修改期間數據有沒有被其他線程修改過，如果沒有被修改過，就正常修改數據，如果發現數據被修改過，就會選擇放棄，重試，報錯等策略。樂觀鎖的實現一般都是使用CAS實現的。
缺點
- 可能會導致大量的無用的自旋操作，消耗CPU資源
例子
- Java中樂觀鎖的實現就是原子類和併發容器等
- 數據庫中version來控制更新就是樂觀鎖
適合於併發寫入少，讀很多的情況，不加鎖能讓讀取性能大幅提高
可重入鎖
同一個線程可以多次獲取同一把鎖，synchronized和ReentrantLock都是可重入鎖。state次數+1。
公平鎖與非公平鎖
公平是指按照線程請求的順序來分配鎖，非公平是指不完全按照請求的順序分配鎖，在一定情況下，可以插隊。設計非公平鎖是爲了提高效率，避免喚醒線程帶來的空檔期。把已經掛起的線程喚醒的那段時間是有開銷的。如果是公平的，這段時間誰都沒辦法拿到鎖。ReentrantLock默認非公平鎖。
- tryLock()：本身是自帶插隊熟悉的。即時已經等待隊列中已經有其他線程了。
公平鎖在獲取鎖之前會判斷有沒有線程在隊列中
非公平鎖不管有沒有線程在隊列中都直接嘗試去獲取鎖
共享鎖和排他鎖
- 排他鎖：又叫獨佔鎖，獨享鎖。獲取鎖之後可以做修改查詢。
- 共享鎖：又叫讀鎖。可以查看但是不能修改數據。
ReentrantReadWriteLock
讀寫鎖的規則
- 多個線程可以同時獲取讀鎖
- 如果一個先獲得了讀鎖，其他線程無法申請寫鎖，會等待。
- 如果一個線程獲取了寫鎖，其他線程都不能獲取寫，讀鎖。
- 要麼一個多個讀。要麼一個寫。多讀一寫。
讀寫鎖插隊策略
公平鎖：不允許插隊
非公平鎖：
- 寫鎖隨時插隊讀
- 鎖僅在等待隊列頭節點不是想獲取寫鎖的線程的時候可以插隊
公平鎖的情況下讀寫都需要判斷隊列是否有等待線程
非公平鎖
寫線程不關心等待隊列是否有線程在等待，可以插隊。
讀線程需要判斷等待隊列頭結點是否是排他鎖(讀鎖)。
鎖的升降級
支持鎖的降級不支持升級，線程拿到寫鎖正在執行，中途需要執行某一個讀鎖鎖定的方法，是可以的。不用先釋放寫鎖，再去嘗試獲取這個讀鎖。提高了整體效率。在持有寫鎖的同時獲取讀鎖。
如果支持升級的話容易造成死鎖。兩個線程都持有讀鎖，同時又都升級寫鎖，都要等待對方釋放讀鎖，就會造成死鎖。
自旋鎖和阻塞鎖
- 自旋鎖：阻塞和喚醒一個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處理器時間。讓線程自旋，如果在自旋完成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。但是如果長時間自旋，也會耗費CPU資源。原子類Atomic*，就是利用無限循環加上CAS實現自旋。
- 阻塞鎖：如果沒拿到鎖，會直接把線程阻塞，直到被喚醒
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