在學習多線程的時候，我們經常會聽到可重入鎖/不可重入鎖、公平鎖/非公平鎖、讀寫鎖現在我們就逐一它們的神祕面紗。
1.可重入鎖/非重入鎖：大部分jdk提供的都是可重入鎖，如syncronized,reentrantLock 都是可重入，代表單個（也可以說同一個）線程可以多次獲得該鎖，如果單個線程拿到鎖沒有釋放，你再去拿，拿到則是重入鎖 ，拿不到則是非重入鎖。
public static void main(String[] args) {
//KodyLock lock = new KodyLock ();
Lock lock = new ReentrantLock ();
lock.lock ();
System.out.println ("獲得鎖");
lock.lock ();
System.out.println ("再次獲得鎖");
}
如上，可以發現ReentranLock是可重入的，那非重入鎖呢？下面是一個簡單的非重入鎖的實現
public class NCrLock {
boolean isLock = false;
public synchronized void lock() throws InterruptedException{
while (isLock){
wait ();
}
isLock = true;
}
public synchronized void unlock(){
isLock = false;
notify ();
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
NCrLock nCrLock = new NCrLock ();
nCrLock.lock ();
System.out.println ("獲得鎖");
nCrLock.lock ();
System.out.println ("再次獲得鎖");
}
}
2.讀寫鎖：我們知道ReentrantLock是一種排它鎖，同一時間內只允許一個線程訪問，而ReentrantReadWriteLock允許多個讀線程同時訪問，但不允許讀線程和寫線程、寫線程和寫線程同時訪問，在實際應用中，大部分共享數據（緩存）的訪問都是讀操作遠多於寫操作這時候ReentrantReadWrite就比排它鎖提供了更好的併發性和吞吐量。
public static void main(String[] args) {
ReentrantReadWriteLock reentrantReadWriteLock = new ReentrantReadWriteLock ();
new Thread (() -> {
reentrantReadWriteLock.readLock ().lock ();
long startTime = System.currentTimeMillis ();
while (System.currentTimeMillis () - startTime < 5){
//記錄5ms內 讀線程做的事情
System.out.println (Thread.currentThread ().getName () + ":正在進行讀操作" );
}
reentrantReadWriteLock.readLock ().unlock ();
},"讀鎖線程").start ();
new Thread (() -> {
reentrantReadWriteLock.readLock ().lock ();
long startTime = System.currentTimeMillis ();
while (System.currentTimeMillis () - startTime < 5){
//記錄5ms內 讀線程做的事情
System.out.println (Thread.currentThread ().getName () + ":正在進行讀操作" );
}
reentrantReadWriteLock.readLock ().unlock ();
},"讀鎖線程2").start ();
}
兩個讀線程控制檯打印信息如下：多試幾次因爲可能cpu調度切換這其中時間差導致先執行某個線程
讀鎖線程2:正在進行讀操作
讀鎖線程:正在進行讀操作
讀鎖線程2:正在進行讀操作
讀鎖線程2:正在進行讀操作
........
改成讀線程與寫線程控制檯打印信息如下：
讀鎖線程:正在進行讀操作
讀鎖線程:正在進行讀操作
讀鎖線程:正在進行讀操作
寫鎖線程2:正在進行讀操作
寫鎖線程2:正在進行讀操作
寫鎖線程2:正在進行讀操作
寫鎖線程2:正在進行讀操作
.......
3.公平鎖與非公平鎖：java中自帶的關鍵字syncronized和ReentrantLock都能事先對方法或者代碼塊進行加鎖，前者只能是非公平鎖後者默認是非公平鎖，公平鎖和非公平鎖都是基於鎖內部維護的一個雙向鏈表，表節點Node的值就是每一個請求當前鎖的線程。公平鎖則是每次依次從隊首取值，所以能保證獲取鎖的順序性，而非公平鎖則是有機會去搶鎖，可能會導致線程搶鎖求而不得。
所以總結下里就是：
- 公平鎖獲取鎖的順序是按照加鎖的順序來分配的，即FIFO先進先出，非公平鎖與公平鎖不一樣的就是它是隨機獲取鎖，先來的不一定得到鎖，這個方式可能造成線程拿不到鎖。
非公平鎖：基於CAS嘗試將state（鎖數量）從0改爲1，如果設置成功則設置當前線程爲獨佔鎖線程，如果設置失敗還會在獲取一次鎖的數量：
- 如果鎖的數量爲0在基於CAS嘗試將state從0設置爲1，如果設置成功則設置當前線程爲獨佔鎖線程
- 如果鎖的數量不爲0或者上面嘗試失敗了，則查看當前鎖是不是獨佔鎖線程，如果是則將當前線程鎖的數量+1，如果不是則將線程封裝在一個Node內部，並加入到等待隊列，等待被其前一個線程節點喚醒
公平鎖：獲取一次鎖的數量
- 如果鎖的數量爲0，如果當前線程是等待隊列的頭節點，基於CAS嘗試將state從哪個0設置爲1一次，設置成功則將當前線程設置爲獨佔鎖線程
- 如果鎖的數量不爲0或者當前線程不是等待隊列中的頭節點或者上面的嘗試失敗了，查看當前線程是不是已經是獨佔鎖線程，如果是則將當前鎖的數量+1，如果不是則將該線程封裝在一個Node內，並加入到等待隊列，等待被其前面一個線程喚醒。
public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
Lock lock = new ReentrantLock (false);
//分別依次啓動5個線程，觀察它的執行情況
IntStream.range (0,5).forEach (value -> {
new Thread (() -> {
System.out.println (Thread.currentThread ().getName () + "線程開始運行");
lock.lock ();
System.out.println (Thread.currentThread ().getName () + "拿到鎖");
lock.unlock ();
},String.valueOf (value)).start ();
});
}
可以看出線程拿到鎖的順序爲0,1,4,3,2線程執行的順序爲0,1,3,4,2明顯是無序的
0線程開始運行
1線程開始運行
0拿到鎖
3線程開始運行
1拿到鎖
4線程開始運行
4拿到鎖
2線程開始運行
3拿到鎖
2拿到鎖
改爲公平鎖的執行情況，線程拿到鎖的順序爲0,1,2,3,4程執行的順序爲0,1,2,3,4線程拿到鎖順序與線程執行的順序一致，當然這裏拿到鎖的順序也並非全是0到4順序來的，這個得看cpu調度切換到誰。
public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
Lock lock = new ReentrantLock (true);
//分別依次啓動5個線程，觀察它的執行情況
IntStream.range (0,5).forEach (value -> {
new Thread (() -> {
System.out.println (Thread.currentThread ().getName () + "線程開始運行");
lock.lock ();
System.out.println (Thread.currentThread ().getName () + "拿到鎖");
lock.unlock ();
},String.valueOf (value)).start ();
});
}
0線程開始運行
0拿到鎖
1線程開始運行
1拿到鎖
2線程開始運行
2拿到鎖
3線程開始運行
3拿到鎖
4線程開始運行
4拿到鎖