Java锁机制了解一下
前言
回顾前面：
多线程三分钟就可以入个门了！
Thread源码剖析
多线程基础必要知识点！看了学习多线程事半功倍
只有光头才能变强！
本文章主要讲的是Java多线程加锁机制，有两种：
Synchronized
显式Lock
不得不唠叨几句：
在《Java核心技术卷 一》是先讲比较难的显式Lock，而再讲的是比较简单的Synchronized
而《Java并发编程实战》在前4章零散地讲解了Synchronized，将显式Lock放到了13章
其实都比较坑，如果能先系统讲了Synchronized锁机制，接着讲显式Lock锁机制，那就很容易理解了。也不需要跨那么多章节。
那么接下来我们就开始吧~
一、synchronized锁
1.1synchronized锁是什么？
synchronized是Java的一个关键字，它能够将代码块(方法)锁起来
它使用起来是非常简单的，只要在代码块(方法)添加关键字synchronized，即可以实现同步的功能~
public synchronized void test() {
// 关注公众号Java3y
// doSomething
}
synchronized是一种互斥锁
一次只能允许一个线程进入被锁住的代码块
synchronized是一种内置锁/监视器锁
Java中每个对象都有一个内置锁(监视器,也可以理解成锁标记)，而synchronized就是使用对象的内置锁(监视器)来将代码块(方法)锁定的！
1.2synchronized用处是什么？
synchronized保证了线程的原子性。(被保护的代码块是一次被执行的，没有任何线程会同时访问)
synchronized还保证了可见性。(当执行完synchronized之后，修改后的变量对其他的线程是可见的)
Java中的synchronized，通过使用内置锁，来实现对变量的同步操作，进而实现了对变量操作的原子性和其他线程对变量的可见性，从而确保了并发情况下的线程安全。
1.3synchronized的原理
我们首先来看一段synchronized修饰方法和代码块的代码：
public class Main {
//修饰方法
public synchronized void test1(){
}
public void test2(){
// 修饰代码块
synchronized (this){
}
}
}
来反编译看一下：
同步代码块：
monitorenter和monitorexit指令实现的
同步方法（在这看不出来需要看JVM底层实现）
方法修饰符上的ACC_SYNCHRONIZED实现。
synchronized底层是是通过monitor对象，对象有自己的对象头，存储了很多信息，其中一个信息标示是被哪个线程持有。
具体可参考：
https://blog.csdn.net/chenssy/article/details/54883355
https://blog.csdn.net/u012465296/article/details/53022317
1.4synchronized如何使用
synchronized一般我们用来修饰三种东西：
修饰普通方法
修饰代码块
修饰静态方法
1.4.1修饰普通方法：
用的锁是Java3y对象(内置锁)
public class Java3y {
// 修饰普通方法，此时用的锁是Java3y对象(内置锁)
public synchronized void test() {
// 关注公众号Java3y
// doSomething
}
}
1.4.2修饰代码块：
用的锁是Java3y对象(内置锁)--->this
public class Java3y {
public void test() {
// 修饰代码块，此时用的锁是Java3y对象(内置锁)--->this
synchronized (this){
// 关注公众号Java3y
// doSomething
}
}
}
当然了，我们使用synchronized修饰代码块时未必使用this，还可以使用其他的对象(随便一个对象都有一个内置锁)
所以，我们可以这样干：
public class Java3y {
// 使用object作为锁(任何对象都有对应的锁标记，object也不例外)
private Object object = new Object();
public void test() {
// 修饰代码块，此时用的锁是自己创建的锁Object
synchronized (object){
// 关注公众号Java3y
// doSomething
}
}
}
上面那种方式(随便使用一个对象作为锁)在书上称之为-->客户端锁，这是不建议使用的。
书上想要实现的功能是：给ArrayList添加一个putIfAbsent()，这需要是线程安全的。
假定直接添加synchronized是不可行的
使用客户端锁，会将当前的实现与原本的list耦合了：
书上给出的办法是使用组合的方式(也就是装饰器模式)
1.4.3修饰静态方法
获取到的是类锁(类的字节码文件对象)：Java3y.class
public class Java3y {
// 修饰静态方法代码块，静态方法属于类方法，它属于这个类，获取到的锁是属于类的锁(类的字节码文件对象)-->Java3y.class
public synchronized void test() {
// 关注公众号Java3y
// doSomething
}
}
1.4.4类锁与对象锁
synchronized修饰静态方法获取的是类锁(类的字节码文件对象)，synchronized修饰普通方法或代码块获取的是对象锁。
它俩是不冲突的，也就是说：获取了类锁的线程和获取了对象锁的线程是不冲突的！
public class SynchoronizedDemo {
//synchronized修饰非静态方法
public synchronized void function() throws InterruptedException {
for (int i = 0; i <3; i++) {
Thread.sleep(1000);
System.out.println("function running...");
}
}
//synchronized修饰静态方法
public static synchronized void staticFunction()
throws InterruptedException {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
Thread.sleep(1000);
System.out.println("Static function running...");
}
}
public static void main(String[] args) {
final SynchoronizedDemo demo = new SynchoronizedDemo();
// 创建线程执行静态方法
Thread t1 = new Thread(() -> {
try {
staticFunction();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
// 创建线程执行实例方法
Thread t2 = new Thread(() -> {
try {
demo.function();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
// 启动
t1.start();
t2.start();
}
}
结果证明：类锁和对象锁是不会冲突的！
1.5重入锁
我们来看下面的代码：
public class Widget {
// 锁住了
public synchronized void doSomething() {
...
}
}
public class LoggingWidget extends Widget {
// 锁住了
public synchronized void doSomething() {
System.out.println(toString() + ": calling doSomething");
super.doSomething();
}
}
当线程A进入到LoggingWidget的
doSomething()方法时，此时拿到了LoggingWidget实例对象的锁。随后在方法上又调用了父类Widget的
doSomething()方法，它又是被synchronized修饰。那现在我们LoggingWidget实例对象的锁还没有释放，进入父类Widget的
doSomething()方法还需要一把锁吗？
不需要的！
因为锁的持有者是“线程”，而不是“调用”。线程A已经是有了LoggingWidget实例对象的锁了，当再需要的时候可以继续“开锁”进去的！
这就是内置锁的可重入性。
1.6释放锁的时机
当方法(代码块)执行完毕后会自动释放锁，不需要做任何的操作。
当一个线程执行的代码出现异常时，其所持有的锁会自动释放。
不会由于异常导致出现死锁现象~
二、Lock显式锁
2.1Lock显式锁简单介绍
Lock显式锁是JDK1.5之后才有的，之前我们都是使用Synchronized锁来使线程安全的~
Lock显式锁是一个接口，我们来看看：
随便翻译一下他的顶部注释，看看是干嘛用的：
可以简单概括一下：
Lock方式来获取锁支持中断、超时不获取、是非阻塞的
提高了语义化，哪里加锁，哪里解锁都得写出来
Lock显式锁可以给我们带来很好的灵活性，但同时我们必须手动释放锁
支持Condition条件对象
允许多个读线程同时访问共享资源
2.2synchronized锁和Lock锁使用哪个
前面说了，Lock显式锁给我们的程序带来了很多的灵活性，很多特性都是Synchronized锁没有的。那Synchronized锁有没有存在的必要？？
必须是有的！！Lock锁在刚出来的时候很多性能方面都比Synchronized锁要好，但是从JDK1.6开始Synchronized锁就做了各种的优化(毕竟亲儿子，牛逼)
优化操作：适应自旋锁，锁消除，锁粗化，轻量级锁，偏向锁。
详情可参考：https://blog.csdn.net/chenssy/article/details/54883355
所以，到现在Lock锁和Synchronized锁的性能其实差别不是很大！而Synchronized锁用起来又特别简单。Lock锁还得顾忌到它的特性，要手动释放锁才行(如果忘了释放，这就是一个隐患)
所以说，我们绝大部分时候还是会使用Synchronized锁，用到了Lock锁提及的特性，带来的灵活性才会考虑使用Lock显式锁~
2.3公平锁
公平锁理解起来非常简单：
线程将按照它们发出请求的顺序来获取锁
非公平锁就是：
线程发出请求的时可以“插队”获取锁
Lock和synchronize都是默认使用非公平锁的。如果不是必要的情况下，不要使用公平锁
公平锁会来带一些性能的消耗的
四、最后
本文讲了synchronized内置锁和简单描述了一下Lock显式锁，总得来说：
synchronized好用，简单，性能不差
没有使用到Lock显式锁的特性就不要使用Lock锁了。
Lock锁这里只是介绍了一些些，明天会详解它的相关子类和需要注意的地方，敬请期待~
之前在学习操作系统的时候根据《计算机操作系统-汤小丹》这本书也做了一点点笔记，都是比较浅显的知识点。或许对大家有帮助
操作系统第一篇【引论】
操作系统第二篇【进程管理】
操作系统第三篇【线程】
操作系统第四篇【处理机调度】
操作系统第五篇【死锁】
操作系统第六篇【存储器管理】
操作系统第七篇【设备管理】
参考资料：
《Java核心技术卷一》
《Java并发编程实战》
《计算机操作系统-汤小丹》
https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/78483167
http://www.cnblogs.com/dolphin0520/category/602384.html
https://blog.csdn.net/chenssy/article/category/3145247
https://blog.csdn.net/u012465296/article/details/53022317
https://www.cnblogs.com/wxd0108/p/5479442.html
如果文章有错的地方欢迎指正，大家互相交流。习惯在微信看技术文章，想要获取更多的Java资源的同学，可以关注微信公众号:Java3y。为了大家方便，刚新建了一下qq群：742919422，大家也可以去交流交流。谢谢支持了！希望能多介绍给其他有需要的朋友
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