对于 Java 锁的分类没有严格意义的规则,我们常说的分类一般都是依据锁的特性、锁的设计、锁的状态等进行归纳整理的,所以常见的分类如下:
公平锁和非公平锁:公平锁是多线程按照锁申请的顺序获取锁,非公平锁就是没有顺序、完全随机,所以会造成优先级反转或者饥饿现象:sychronized就是非公平锁,ReentrantLock(使用CAS和AQS实现)通过参数构造是公平锁还是非公平锁,默认是非公平锁,非公平锁的吞吐量性能比公平锁高很多。
可重入锁:又名递归锁,指在同一个线程在外层获得锁的时候在进入内层方法自动获得锁,sychronized和reentrantLock都是可重入锁,可重入锁在一定程序上可以避免死锁。
独占锁、共享锁:独占锁是指该锁一次只能被一个线程持有,共享锁是指该锁可以被多个线程持有,sychronized和reentrantlock都是独占锁,readwritelock的读锁是共享锁,写锁是独占锁,reentrantlock是独占锁和共享锁也是通过AQS实现的。
互斥锁、读写锁:其实就是独占锁、共享锁的具体说法:互斥锁实质就是reentrantlock,读写锁实质就是readwritelock。
乐观锁、悲观锁:这个分类不是具体锁的分类,而是看待并发同步的分类,悲观锁认为对同一个数据的并发操作一定是会发生修改的,实际哪怕没修改也被认为修改了,因此对于同一个数据的并发操作采用悲观锁加锁的形式,因为悲观锁认为不加锁一定有问题,乐观锁则认为对于同一个数据的并发操作是不会发生修改的,在更新数据的时候会采用不断的尝试更新,乐观锁认为不加锁是并发问题是没事的,由此可以看出悲观锁适合写操作非常多的场景,乐观锁适合读操作非常多的场景,不加锁会带来大量的性能提升,悲观锁在 java 中很常见,乐观锁其实就是基于 CAS 的无锁编程,譬如 java 的原子类就是通过 CAS 自旋实现的。
分段锁:实际是锁的一种设计机制,不是具体的锁,其实ConcurrentHashMap实现高并发的就是通过分段锁的形式实现高效并发操作的,当要put元素时并不是对整个HashMap加锁,而是先要hashcode知道它要放在哪个分段,然后对分段进行加锁,所以多线程put元素时只要放的不是同一个分段就做到了并行插入,但是统计size时就需要获得所有的分段锁才能统计,分段锁的设计是为了细化锁粒度。
偏向锁、轻量级锁、重量级锁:这种分类是按照锁状态来归纳的,并且是针对 synchronized 的,java 1.6 为了减少获取锁和释放锁带来的性能问题而引入的一种状态,其状态会随着竞争情况逐渐升级,锁可以升级但不能降级,意味着偏向锁升级成轻量级锁后无法降为偏向锁,这种升级无法降级的策略目的就是为了提高获得锁和释放锁的效率
自旋锁:其实是相对于互斥锁的概念,互斥锁线程会进入 WAITING 状态和 RUNNABLE 状态的切换,涉及上下文切换、cpu 抢占等开销,自旋锁的线程一直是 RUNNABLE 状态的,一直在那循环检测锁标志位,机制不重复,但是自旋锁加锁全程消耗 cpu,起始开销虽然低于互斥锁,但随着持锁时间加锁开销是线性增长。
可中断锁:sychronized是不可中断的,lock是可以中断的,这里的可中断建立在阻塞等待中断,运行中是无法中断的。