六. Java 鎖分類

《Java并發程式設計：Lock》

《java 鎖 Lock接口詳解》

《[死磕 java同步系列之ReentrantLock源碼解析（一）——公平鎖、非公平鎖]》)

6.1 Java 鎖的分類

鎖的類型目前感覺可以分成兩大類：synchronized 關鍵字，以及 Lock, ReadWriteLock 鎖以及 Reentrant 為字首修飾的實作類 (ReentrantLock, ReentrantReadWriteLock)；

其他角度來看，按照不同分類類型的鎖：

實作方式：synchronized / Lock, ReadWriteLock 及其實作類；
可中斷性：synchronized / Lock
公平性：ReentrantLock 構造函數中，傳入 boolean 值，可以控制公平性，預設非公平；公平鎖按照鎖的申請順序配置設定鎖，申請鎖時間最長的線程在下一次會最早得到鎖；非公平鎖不對申請鎖的時間進行保證，是以可能導緻某個線程永遠都擷取不到鎖；
可重入性：synchronized / ReentrantLock，如果一個線程已經獲得了一個對象鎖，此後該線程再請求進入被該對象鎖的同步代碼塊時，由于該線程之前已經擷取了這個對象鎖，是以可以直接進入該鎖的同步代碼塊；
讀寫性：ReadWriteLock；

可重入性的原理：參考《深入了解 Java 虛拟機》P391

可重入鎖和不可重入：參考《Java不可重入鎖和可重入鎖了解》

對于一個對象，進入對象鎖的代碼域之後，線程對該鎖進行計數。沒有進入鎖時，該鎖的計數值為 0。第一個擷取到該鎖的線程獲得該對象鎖，此後每多一個線程對該鎖進行申請，則計數值 +1。每當有一個線程釋放了這個鎖，則該鎖對應的計數值 -1。直到這個鎖的計數值重新回到 0，其他線程才可以擷取到該鎖的所有權。

我對于對象鎖的了解：

對于 synchronized，可以為 synchronized 方法的執行個體對象 this，或者 synchronized(object) 的 object，都是對象鎖；
對于 Lock，就是 lock 對象本身；

不可重入鎖：以可重入的對立面了解即可：對于某個 Lock 的實作，如果該 Lock 被線程A鎖住，線程A的其他對象想要擷取該 Lock，但由于在此之前 Lock 已經被鎖住，是以這裡不能擷取到該 Lock。總之感覺不可重入鎖并不是一種合适的 Lock 的類型。

不可重入鎖的代碼執行個體如下：

public class Lock {
    private boolean isLocked = false;
    public synchronized void lock() throws InterruptedException {
        while(isLocked) {    
            wait();
        }
        isLocked = true;
    }
    public synchronized void unlock() {
        isLocked = false;
        notify();
    }
}

public class Count {
    Lock lock = new Lock();
    public void print() {
        lock.lock();
        doAdd();
        lock.unlock();
    }
    public void doAdd() {
        lock.lock();
        //do something
        lock.unlock();
    }
}

複制

Lock 接口主要有六個方法：

// 擷取鎖
void lock();
// 擷取鎖，可中斷
void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
// 嘗試擷取鎖；如果沒有擷取到，則傳回 false；如果擷取到則傳回 true
boolean tryLock();
// 嘗試在某段時間内擷取鎖，如果等待一段時間仍沒有擷取到則傳回 false；
boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
// 釋放鎖
void unlock();
// 條件鎖
Condition newCondition();

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6.2 公平鎖與非公平鎖

為什麼ReentrantLock預設采用的是非公平模式？因為非公平模式效率比較高。非公平模式會在一開始就嘗試兩次擷取鎖，如果當時正好 state 的值為 0，它就會成功擷取到鎖，少了排隊導緻的阻塞/喚醒過程，并且減少了線程頻繁的切換帶來的性能損耗。

同時非公平模式也存在弊端。非公平模式有可能會導緻一開始排隊的線程一直擷取不到鎖，導緻線程餓死。

公平鎖與非公平鎖在源碼上的差別：

公平鎖：在嘗試擷取鎖的時候，首先會判斷 AQS 線程隊列的頭部是否為目前線程（隊列的特性決定了公平性），如果目前線程位于 AQS 線程隊列的頭部，則說明目前線程等待的時間最長，目前線程有資格比較狀态，然後才能擷取到鎖。
非公平鎖：嘗試擷取鎖的時候不會判斷 AQS 隊列頭部資訊，直接進行比較狀态并嘗試擷取鎖。

Java并發技術總結之六——Java鎖分類六. Java 鎖分類

六. Java 鎖分類

6.1 Java 鎖的分類

6.2 公平鎖與非公平鎖