锁

1 ,重入锁，也叫做递归锁。

 指的是同一线程 外层函数获得锁之后 ，内层递归函数仍然有获取该锁的代码，但不受影响。

   ReentrantLock 和synchronized 都是重入锁，ReentrantLock 是轻量级锁，synchronized是重量级锁

  

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        SubThread subThread = new SubThread();
        Thread t1 = new Thread(subThread);
        Thread t2 = new Thread(subThread);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

class SubThread implements Runnable {

    private volatile Integer count = 0;

    public synchronized void set() {
        count++;
        get(); //在外层函数获得锁之后，内层递归函数仍然有获取该锁的代码
    }

    public synchronized Integer get() {
        System.out.println(count);
        return count;
    }

    @Override
    public void run() {
        while(count < 100){
            set();
        }
    }
}

也可以用ReentrantLock 来锁

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        SubThread subThread = new SubThread();
        Thread t1 = new Thread(subThread);
        Thread t2 = new Thread(subThread);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

class SubThread implements Runnable {

    private volatile Integer count = 0; // 不具有原子性，具有可见性

    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public void set() {
        try {
            lock.lock();
            count++;
            get();
        } catch (Exception e) {
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }

    public void get() {
        try {
            lock.lock();
            System.out.println(count);
        } catch (Exception e) {
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        while (count < 100) {
            set();
        }
    }
}

2，读写锁。

相比Java中的锁(Locks in Java)里Lock实现，读写锁更复杂一些。假设你的程序中涉及到对一些共享资源的读和写操作，且写操作没有读操作那么频繁。在没有写操作的时候，两个线程同时读一个资源没有任何问题，所以应该允许多个线程能在同时读取共享资源。但是如果有一个线程想去写这些共享资源，就不应该再有其它线程对该资源进行读或写（译者注：也就是说：读-读能共存，读-写不能共存，写-写不能共存）。这就需要一个读/写锁来解决这个问题。Java5在java.util.concurrent包中已经包含了读写锁。

通俗的说，如果两个线程，一个写一个读，容易发生脏读，如果用syncronized 代码同步（读的时候不能写，写的时候不能读），效率就会低，所以就引入了读写锁。

没加读写锁的情况：

public class App2 {
    public static void main(String[] args) {
        Cache cache = new Cache();
        // 写入线程
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    cache.put(i+"",i+"");
                }
            }
        }).start();

        // 读取线程
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    cache.get(i+"");
                }
            }
        }).start();
    }

}

class Cache {

    static Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    // 写
    public void put(String key, String value) {
    
        
        System.out.println("正在写入");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        map.put(key, value);
        System.out.println("写入完成");
    }

    public void get(String key) {
        System.out.println("正在读取");
        String string = map.get(key);
        System.out.println(string);
        System.out.println("读取完成");
    }

}

加上读写锁

public class App2 {
    public static void main(String[] args) {
        Cache cache = new Cache();
        // 写入线程
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    cache.put(i+"",i+"");
                }
            }
        }).start();

        // 读取线程
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    cache.get(i+"");
                }
            }
        }).start();
    }

}

class Cache {

    static Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    static ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
    static ReadLock readLock = readWriteLock.readLock(); //获取到read
    static WriteLock writeLock = readWriteLock.writeLock();
    // 写
    public void put(String key, String value) {
        writeLock.lock();
        System.out.println("正在写入");
        try {
            Thread.sleep(1000);
            map.put(key, value);
            System.out.println("写入完成");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            writeLock.unlock();
        }
    }

    public void get(String key) {
        readLock.lock();
        try {
            System.out.println("正在读取");
            String string = map.get(key);
            System.out.println(string);
            System.out.println("读取完成");
        } catch (Exception e) {
        }finally {
            readLock.unlock();
        }
    }

}

3，乐观锁

总是认为不会产生并发问题，每次去取数据的时候总认为不会有其他线程对数据进行修改，因此不会上锁，但是在更新时会判断其他线程在这之前有没有对数据进行修改，一般会使用版本号机制或CAS操作实现。

version方式：一般是在数据表中加上一个数据版本号version字段，表示数据被修改的次数，当数据被修改时，version值会加一。当线程A要更新数据值时，在读取数据的同时也会读取version值，在提交更新时，若刚才读取到的version值为当前数据库中的version值相等时才更新，否则重试更新操作，直到更新成功。

核心SQL语句

update table set x=x+1, version=version+1 where id=#{id} and version=#{version};    

 CAS操作方式：即compare and swap 或者 compare and set，涉及到三个操作数，数据所在的内存值，预期值，新值。当需要更新时，判断当前内存值与之前取到的值是否相等，若相等，则用新值更新，若失败则重试，一般情况下是一个自旋操作，即不断的重试

4, 悲观锁

总是假设最坏的情况，每次取数据时都认为其他线程会修改，所以都会加锁（读锁、写锁、行锁等），当其他线程想要访问数据时，都需要阻塞挂起。可以依靠数据库实现，如行锁、读锁和写锁等，都是在操作之前加锁，在Java中，synchronized的思想也是悲观锁。

5, CAS 无锁机制

什么是CAS
CAS：Compare and Swap，即比较再交换。
jdk5增加了并发包java.util.concurrent.*,其下面的类使用CAS算法实现了区别于synchronouse同步锁的一种乐观锁。JDK 5之前Java语言是靠synchronized关键字保证同步的，这是一种独占锁，也是是悲观锁。

CAS算法理解
（1）与锁相比，使用比较交换（下文简称CAS）会使程序看起来更加复杂一些。但由于其非阻塞性，它对死锁问题天生免疫，并且，线程间的相互影响也远远比基于锁的方式要小。更为重要的是，使用无锁的方式完全没有锁竞争带来的系统开销，也没有线程间频繁调度带来的开销，因此，它要比基于锁的方式拥有更优越的性能。

（2）无锁的好处：

第一，在高并发的情况下，它比有锁的程序拥有更好的性能；
第二，它天生就是死锁免疫的。

就凭借这两个优势，就值得我们冒险尝试使用无锁的并发。

（3）CAS算法的过程是这样：它包含三个参数CAS(V,E,N): V表示要更新的变量，E表示预期值，N表示新值。仅当V值等于E值时，才会将V的值设为N，如果V值和E值不同，则说明已经有其他线程做了更新，则当前线程什么都不做。最后，CAS返回当前V的真实值。

（4）CAS操作是抱着乐观的态度进行的，它总是认为自己可以成功完成操作。当多个线程同时使用CAS操作一个变量时，只有一个会胜出，并成功更新，其余均会失败。失败的线程不会被挂起，仅是被告知失败，并且允许再次尝试，当然也允许失败的线程放弃操作。基于这样的原理，CAS操作即使没有锁，也可以发现其他线程对当前线程的干扰，并进行恰当的处理。

（5）简单地说，CAS需要你额外给出一个期望值，也就是你认为这个变量现在应该是什么样子的。如果变量不是你想象的那样，那说明它已经被别人修改过了。你就重新读取，再次尝试修改就好了。

（6）在硬件层面，大部分的现代处理器都已经支持原子化的CAS指令。在JDK 5.0以后，虚拟机便可以使用这个指令来实现并发操作和并发数据结构，并且，这种操作在虚拟机中可以说是无处不在。

CAS缺点：

CAS存在一个很明显的问题，即ABA问题。

问题：如果变量V初次读取的时候是A，并且在准备赋值的时候检查到它仍然是A，那能说明它的值没有被其他线程修改过了吗？

如果在这段期间曾经被改成B，然后又改回A，那CAS操作就会误认为它从来没有被修改过。针对这种情况，java并发包中提供了一个带有标记的原子引用类AtomicStampedReference，它可以通过控制变量值的版本来保证CAS的正确性。

6，互斥锁。其实就是悲观锁。效率很低，线程有阻塞，等待。

7，自旋锁。属于乐观锁。一直在run 方法里面使用循环来加载，加锁，解锁，所以要注意会死循环，得有个推出循环的标志。

    原子类源码：CAS 无锁机制也是通过自旋来实现的。

public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
    int var5;
    do {
        var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
    } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));

    return var5;
}

8，公平锁 和 非公平锁

 公平锁：  新进程发出请求，如果此时一个线程正持有锁，或有其他线程正在等待队列中等待这个锁，那么新的线程将被放入到队列中被挂起。FIFO原则

非公平锁: 新进程发出请求，如果此时一个线程正持有锁，新的线程将被放入到队列中被挂起，但如果发出请求的同时该锁变成可用状态，那么这个线程会跳过队列中所有的等待线程而获得锁

悲观所，乐观锁 使用场景

乐观锁：因此一般乐观锁只用在高并发、多读少写的场景。其中：GIT,SVN,CVS等代码版本控制管理器，就是一个乐观锁使用很好的场景。

悲观锁：一旦通过悲观锁锁定一个资源，那么其他需要操作该资源的使用方，只能等待直到锁被释放，好处在于可以减少并发，但是当并发量非常大的时候，由于锁消耗资源，并且可能锁定时间过长，容易导致系统性能下降，资源消耗严重。因此一般我们可以在并发量不是很大，并且出现并发情况导致的异常用户和系统都很难以接受的情况下，会选择悲观锁进行。