Java鎖最全詳解：樂觀鎖/悲觀鎖+公平鎖/非公平鎖+獨享鎖/共享鎖

在高併發的場景裡，除了昨天談到的MySQL最全鎖詳解：行鎖、表鎖、悲觀鎖、樂觀鎖、共享鎖，非常影響併發效能之外。

還有今天我要談到的Java併發場景裡的各種鎖，鎖的衝突同樣是影響併發訪問效能的另外一種核心因素，同樣的重要，只不過一個是針對資料庫的場景，另外一個是針對Java併發場景。

今天接著分享Java併發程式設計裡的鎖，這樣可以形成系統的高併發鎖系列，希望對大家掌握好高併發有所幫助

樂觀鎖 VS 悲觀鎖

樂觀鎖與悲觀鎖是一種廣義上的概念，在Java併發程式設計和資料庫中都有實際的應用場景。

1.樂觀鎖

顧名思義，就是很樂觀，每次去拿資料的時候都認為別人不會修改，所以不會上鎖，但是在更新的時候會判斷一下在此期間別人有沒有去更新這個資料，可以使用版本號等機制來實現。

比如典型的應用就是Java併發裡的CAS實現，Java併發包中的很多類都使用了CAS技術，是實現樂觀鎖的核心操作。

CAS全稱 Compare And Swap（比較與交換），是一種無鎖演算法。

簡單來說，CAS演算法有3個三個運算元：

• 需要讀寫的記憶體值 V

• 進行比較的值 A

• 要寫入的新值 B

當且僅當預期值A和記憶體值V相同時，將記憶體值V修改為B，否則返回V。

這是一種樂觀鎖的思路，它相信在它修改之前，沒有其它執行緒去修改它。

2.悲觀鎖

而悲觀鎖恰恰相反，它認為在它修改之前，一定會有其它執行緒去修改它，所以每次在拿資料的時候都會上鎖。

典型代表就是一篇我談到的Synchronized的底層實現原理，就是典型的悲觀鎖。

 這與MySQL的悲觀鎖、樂觀鎖，都是同樣的應用場景，大家的實現思路也同樣類似，其實很多技術都是互相參考的。

公平鎖 VS 非公平鎖

1.公平鎖

就是很公平，在併發環境中，每個執行緒在獲取鎖時會先檢視此鎖維護的等待佇列，如果為空，或者當前執行緒是等待佇列的第一個，就佔有鎖，否則就會加入到等待佇列中，以後會按照FIFO的規則從佇列中取到自己。

公平鎖的應用

java jdk併發包中的ReentrantLock可以指定建構函式的boolean型別來建立公平鎖,比如：公平鎖可以使用new ReentrantLock(true)實現。

2.非公平鎖

非公平鎖上來就直接嘗試佔有鎖，如果嘗試失敗，就再採用類似公平鎖那種方式。

非公平鎖的優點是可以減少喚起執行緒的開銷，整體的吞吐效率高，因為執行緒有機率不阻塞直接獲得鎖，CPU不必喚醒所有執行緒，缺點是處於等待佇列中的執行緒可能會餓死，或者等很久才會獲得鎖。

非公平鎖的應用

java jdk併發包中的ReentrantLock的建構函式的預設就是採用非公平鎖的實現，使用new ReentrantLock(false)來實現，與上面的公平鎖相反的宣告方式。

 

獨享鎖 VS 共享鎖

1.獨享鎖

是指該鎖一次只能被一個執行緒所持有，比如：剛剛談到的ReentrantLock就是獨享鎖。

2.共享鎖

是指該鎖可被多個執行緒所持有，Lock的另一個實現類ReadWriteLock，其讀鎖就是共享鎖，其寫鎖卻是獨享鎖。

ReadWriteLock的讀鎖(共享鎖)可保證併發讀是非常高效，但讀寫，寫讀 ，寫寫的過程是互斥的。

這樣設計的原因是：就是盡最大的解放併發讀的操作，因為讀佔據了更大的訪問請求，我只會在涉及少部分寫的操作的時候，才考慮獨享鎖，從而提升併發的效率。

這樣的設計理念，其本質就是要讀寫分離，也許你也會想到資料庫的讀寫分離機制。

技術有意思的地方就是在於，很多技術方案雖然實現不一樣，但是背後的設計理念往往都是相同的，完全可以互相借鑑與融會貫通。