可重入锁和不可重入锁的区别 可重入锁的概念

java 锁有几种

乐观锁/悲观锁

乐观锁与悲观锁不是指具体的什么类型的锁，而是指看待并发同步的角度。

悲观锁认为对于同一个数据的并发操作，一定是会发生修改的，哪怕没有修改，也会认为修改。因此对于同一个数据的并发操作，悲观锁采取加锁的形式。悲观的认为，不加锁的并发操作一定会出问题。

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，会采用尝试更新，不断重新的方式更新数据。乐观的认为，不加锁的并发操作是没有事情的。

从上面的描述我们可以看出，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。

公平锁/非公平锁

公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁。

非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。

优点：在于吞吐量比公平锁大。

缺点：可能会造成优先级反转或者某些线程饥饿现象(一直拿不到锁)。

对于Java ReentrantLock而言，通过构造函数指定该锁是否是公平锁，默认是非公平锁。

对于Synchronized而言，也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是通过AQS的来实现线程调度，所以并没有任何办法使其变成公平锁。

可重入锁

可重入锁的概念是自己可以再次获取自己的内部锁。

举个例子，比如一条线程获得了某个对象的锁，此时这个对象锁还没有释放，当其再次想要获取这个对象的锁的时候还是可以获取的（如果不可重入的锁的话，此刻会造成死锁）。说的更高深一点可重入锁是一种递归无阻塞的同步机制。

对于Java ReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一个可重入锁，其名字是Re entrant Lock重新进入锁。

对于Synchronized而言,也是一个可重入锁。可重入锁的一个好处是可一定程度避免死锁。

独享锁/共享锁

独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。

共享锁是指该锁可被多个线程所持有。

对于Java ReentrantLock（互斥锁）而言，其是独享锁。

但是对于Lock的另一个实现类ReadWriteLock（读写锁），其读锁是共享锁，其写锁是独享锁。读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的，读写，写读 ，写写的过程是互斥的。

对于Synchronized而言，当然是独享锁。

分段锁

分段锁其实是一种锁的设计，并不是具体的一种锁。对于ConcurrentHashMap而言，其并发的实现就是通过分段锁的形式来实现高效的并发操作。

我们以ConcurrentHashMap来说一下分段锁的含义以及设计思想，ConcurrentHashMap中的分段锁称为Segment，它即类似于HashMap（JDK7与JDK8中HashMap的实现）的结构，即内部拥有一个Entry数组，数组中的每个元素又是一个链表；同时又是一个ReentrantLock（Segment继承了ReentrantLock)。

当需要put元素的时候，并不是对整个hashmap进行加锁，而是先通过hashcode来知道他要放在那一个分段中，然后对这个分段进行加锁，所以当多线程put的时候，只要不是放在一个分段中，就实现了真正的并行的插入。

但是，在统计size的时候，可就是获取hashmap全局信息的时候，就需要获取所有的分段锁才能统计。

分段锁的设计目的是细化锁的粒度，当操作不需要更新整个数组的时候，就仅仅针对数组中的一项进行加锁操作。

互斥锁：

无法获取琐时，进线程立刻放弃剩余的时间片并进入阻塞（或者说挂起）状态，同时保存寄存器和程序计数器的内容（保存现场，上下文切换的前半部分），当可以获取锁时，进线程激活，等待被调度进CPU并恢复现场（上下文切换下半部分）

上下文切换会带来数十微秒的开销，不要在性能敏感的地方用互斥锁

读写锁：

1）多个读者可以同时进行读

2）写者必须互斥（只允许一个写者写，也不能读者写者同时进行）

3）写者优先于读者（一旦有写者，则后续读者必须等待，唤醒时优先考虑写者）

自旋锁：

自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞，而是采用循环的方式去尝试获取锁，这样的好处是减少线程上下文切换的消耗，缺点是循环会消耗CPU。

什么是重入锁和AQS

什么是重入锁

java.util.concurrent.locks.ReentrantLock

ReenTrantLock独有的能力：

1.ReenTrantLock可以指定是公平锁还是非公平锁。而synchronized只能是非公平锁。所谓的公平锁就是先等待的线程先获得锁。

2.ReenTrantLock提供了一个Condition（条件）类，用来实现分组唤醒需要唤醒的线程们，而不是像synchronized要么随机唤醒一个线程要么唤醒全部线程。

3.ReenTrantLock提供了一种能够中断等待锁的线程的机制，通过lock.lockInterruptibly()来实现这个机制。

非重入锁

当A方法获取锁去锁住一段需要做原子性操作的B方法时，如果这段B方法又需要锁去做原子性操作，那么A方法就必定要与B方法出现死锁。这种会出现问题的重入一把锁的情况，叫不可重入锁。

lock的过程：

首先尝试获取资源，如果当前状态为0，表示没有线程占有锁，设置该线程为独占模式，使用CAS设置状态，否则如果当前线程和独占线程是一个线程，修改状态值，否则返回false。

若获取资源失败，则通过addWaiter <-(aqs)方法创建一个节点并放在CLH队列的尾部。head tail未初始化会创建虚拟节点同时指向

为什么 AQS 需要一个虚拟 head 节点

可重入锁和不可重入锁的区别 可重入锁的概念

每个节点都需要设置前置Node 的 waitStatus 状态（这个状态为是为了保证数据一致性），防止重复释放操作。而第一个节点是没有前置节点的，所以需要创建一个虚拟节点。

逐步去执行CLH队列中的线程，当前线程会公平性的阻塞一直到获取锁为止，返回线程在等待的过程中还是否中断过。

unlock的过程

一次unlock操作需要修改状态位，然后唤醒节点。整个释放操作也是使用unpark()来唤醒队列最前面的节点。其实lock中比较重要的也就是lock和release，它们又和AQS联系紧密，下面会单独谈谈AQS的重要方法。

Condition的await和signal

wait和notify/notify VS await和signal

Condition能够支持不响应中断，而通过使用Object方式不支持；

Condition能够支持多个等待队列（new 多个Condition对象），而Object方式只能支持一个；

Condition能够支持超时时间的设置，而Object不支持

对标Object的wait方法

void await() throws InterruptedException:当前线程进入等待状态，如果其他线程调用condition的signal或者signalAll方法并且当前线程获取Lock从await方法返回，如果在等待状态中被中断会抛出被中断异常；

long awaitNanos(long nanosTimeout)：当前线程进入等待状态直到被通知，中断或者超时；

boolean await(long time, TimeUnit unit)throws InterruptedException：同第二种，支持自定义时间单位

boolean awaitUntil(Date deadline) throws InterruptedException：当前线程进入等待状态直到被通知，中断或者到了某个时间

对标Object的notify/notifyAll方法

void signal()：唤醒一个等待在condition上的线程，将该线程从等待队列中转移到同步队列中，如果在同步队列中能够竞争到Lock则可以从等待方法中返回。

void signalAll()：与1的区别在于能够唤醒所有等待在condition上的线程

如图所示，ConditionObject是AQS的内部类，因此每个ConditionObject能够访问到AQS提供的方法，相当于每个Condition都拥有所属同步器的引用。

调用condition.await方法的线程必须是已经获得了lock，也就是当前线程是同步队列中的头结点。调用该方法后会使得当前线程所封装的Node尾插入到等待队列中。

如图，线程awaitThread先通过lock.lock()方法获取锁成功后调用了condition.await方法进入等待队列，而另一个线程signalThread通过lock.lock()方法获取锁成功后调用了condition.signal或者signalAll方法，使得线程awaitThread能够有机会移入到同步队列中，当其他线程释放lock后使得线程awaitThread能够有机会获取lock，从而使得线程awaitThread能够从await方法中退出执行后续操作。如果awaitThread获取lock失败会直接进入到同步队列。

// 线程已被取消

static final int CANCELLED = 1;

// 当前线程的后继线程需要被unpark(唤醒)

// 一般发生情况是：当前线程的后继线程处于阻塞状态，而当前线程被release或cancel掉，因此需要唤醒当前线程的后继线程。

static final int SIGNAL = -1;

// 在Condition休眠状态，在等待Condition唤醒

static final int CONDITION = -2;

// (共享锁)其它线程获取到“共享锁”，对应的waitStatus的值

static final int PROPAGATE = -3;

volatile int waitStatus;

---------------------

/**

* 这个方法也就是lock（）方法的关键方法。tryAcquire获得资源，返回true，直接结束。若未获取资源，新建一个节点插入队尾，

*addWaiter用于添加节点,也就是把当前线程对应的节点插入CLH队列的尾部。

* @param arg the acquire argument. This value is conveyed to

可重入锁和不可重入锁的区别 可重入锁的概念

* {@link #tryAcquire} but is otherwise uninterpreted and

* can represent anything you like.

*/

public final void acquire(int arg) {

if (!tryAcquire(arg) &&//获取资源立刻结束

acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))//没有被中断过，也结束

selfInterrupt();

}

---------------------

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {

final Thread current = Thread.currentThread();

int c = getState();

if (c == 0) {

if (!hasQueuedPredecessors() &&

compareAndSetState(0, acquires)) {

setExclusiveOwnerThread(current);

return true;

}

}

else if (current == getExclusiveOwnerThread()) { //判断是否持有锁的是自己,重入

int nextc = c + acquires;

if (nextc < 0)

throw new Error("Maximum lock count exceeded");

setState(nextc);

return true;

}

return false;

}

---------------------

* 非公平锁

*/

static final class NonfairSync extends Sync {

private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;

/**

* Performs lock. Try immediate barge, backing up to normal

* acquire on failure.

*/

final void lock() {

if (compareAndSetState(0, 1))//CAS设置当前为0 的时候上锁

setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());

可重入锁和不可重入锁的区别 可重入锁的概念

else

acquire(1);//否则尝试获得锁。

}

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {

return nonfairTryAcquire(acquires);

}

}

/**

* 公平锁

*/

static final class FairSync extends Sync {

private static final long serialVersionUID = -3000897897090466540L;

final void lock() {

acquire(1);

}

/**

*

*/

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {

final Thread current = Thread.currentThread();

int c = getState();

if (c == 0) {

if (!hasQueuedPredecessors() &&

compareAndSetState(0, acquires)) {//没有前驱节点并且CAS设置成功

setExclusiveOwnerThread(current);//设置当前线程为独占线程

return true;

}

}

else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {//这里和非公平锁类似

int nextc = c + acquires;

if (nextc < 0)

throw new Error("Maximum lock count exceeded");

setState(nextc);

return true;

}

return false;

}

}

三把锁小程序叫什么

三把锁：synchronized 、ReentrantLock、ReadWriteLock 概述

synchronized

synchronized可以保证方法或者代码块在运行时，同一时刻只有一个方法可以进入到临界区，同时它还可以保证共享变量的内存可见性。

Java中每一个对象都可以作为锁，这是synchronized实现同步的基础：

普通同步方法（实例方法），锁是当前实例对象 ，进入同步代码前要获得当前实例的锁

静态同步方法，锁是当前类的class对象 ，进入同步代码前要获得当前类对象的锁

同步方法块，锁是括号里面的对象，对给定对象加锁，进入同步代码库前要获得给定对象的锁。

synchronized是java内置的关键字，它提供了一种独占的加锁方式。synchronized的获取和释放锁有JVM实现，用户不需要显式的释放锁，非常方便，然而synchronized也有一定的局限性

例如：

1、当线程尝试获取锁的时候，如果获取不到锁就会一直阻塞。

2、如果获取锁的线程进入休眠或者阻塞，除非当前线程异常，否则其他线程尝试获取锁会一直等待。

JDK1.5之后发布的concurrent包，提供了Lock接口，用来提供更多扩展的加锁功能。Lock弥补了synchronized的局限性，提供了更加细粒度的加锁功能。

ReentrantLock

JDK1.5之后发布的concurrent包，提供了Lock接口，用来提供更多扩展的加锁功能。Lock弥补了synchronized的局限性，提供了更加细粒度的加锁功能。

ReentrantLock是Lock的默认实现之一。

1、可重入锁：可重入锁是指一个线程可以多次获取同一把锁。ReentrantLock和Synchronized都是可重入锁。

2、可中断锁：可中断锁是指线程尝试获取锁的过程是否可以响应终端。synchronized是不可中断锁，而ReentrantLock则提供了中断功能。

3、公平锁与非公平锁：公平所指多个线程同时尝试获取同一把锁时，获取锁的顺序按照线程达到的顺序，而非公平锁则允许线程“插队”。synchronized是非公平锁，而ReentrantLock的默认实现是非公平锁，但是也可以设置为公平锁。

ReadWriteLock

ReadWriteLock，读写锁。

ReentrantReadWriteLock 是 ReadWriteLock 的一种实现。

特点：

包含一个 ReadLock 和 一个 WriteLock 对象

读锁与读锁不互斥；读锁与写锁，写锁与写锁互斥

适合对共享资源有读和写操作，写操作很少，读操作频繁的场景

可以从写锁降级到读锁。获取写锁->获取读锁->释放写锁

无法从读锁升级到写锁

读写锁支持中断

写锁支持Condition；读锁不支持Condition

LockSupport是可重入的还是不可重入的

LockSupport是不可重入锁。

LockSupport是JDK中比较底层的类，用来创建锁和其他同步工具类的基本线程阻塞原语。java锁和同步器框架的核心AQS:AbstractQueuedSynchronizer，就是通过调用LockSupport.park()和LockSupport.unpark()实现线程的阻塞和唤醒的。LockSupport很类似于二元信号量(只有1个许可证可供使用)，如果这个许可还没有被占用，当前线程获取许可并继续执行；如果许可已经被占用，当前线程阻塞，等待获取许可。

LockSupport是不可重入的，如果一个线程连续2次调用LockSupport.park()，那么该线程一定会一直阻塞下去。

什么是可重入锁

可重入（reentrant）函数可以由多于一个任务并发使用，而不必担心数据错误。相反，不可重入（non-reentrant）函数不能由超过一个任务所共享，除非能确保函数的互斥（或者使用信号量，或者在代码的关键部分禁用中断）。可重入函数可以在任意时刻被中断，稍后再继续运行，不会丢失数据。可重入函数要么使用本地变量，要么在使用全局变量时保护自己的数据。

可重入函数：

不为连续的调用持有静态数据。

不返回指向静态数据的指针；所有数据都由函数的调用者提供。

使用本地数据，或者通过制作全局数据的本地拷贝来保护全局数据。

如果必须访问全局变量，记住利用互斥信号量来保护全局变量。

绝不调用任何不可重入函数。

Java锁有哪些种类，以及区别

一、公平锁/非公平锁

公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁。

非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。有可能，会造成优先级反转或者饥饿现象。

对于Java ReentrantLock而言，通过构造函数指定该锁是否是公平锁，默认是非公平锁。非公平锁的优点在于吞吐量比公平锁大。

对于Synchronized而言，也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是通过AQS的来实现线程调度，所以并没有任何办法使其变成公平锁。

二、可重入锁

可重入锁又名递归锁，是指在同一个线程在外层方法获取锁的时候，在进入内层方法会自动获取锁。说的有点抽象，下面会有一个代码的示例。

对于Java ReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一个可重入锁，其名字是Re entrant Lock重新进入锁。

对于Synchronized而言,也是一个可重入锁。可重入锁的一个好处是可一定程度避免死锁。

synchronized void setA() throws Exception{

Thread.sleep(1000);

setB();

}

synchronized void setB() throws Exception{

Thread.sleep(1000);

}

上面的代码就是一个可重入锁的一个特点，如果不是可重入锁的话，setB可能不会被当前线程执行，可能造成死锁。

三、独享锁/共享锁

独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。

共享锁是指该锁可被多个线程所持有。

对于Java

ReentrantLock而言，其是独享锁。但是对于Lock的另一个实现类ReadWriteLock，其读锁是共享锁，其写锁是独享锁。

读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的，读写，写读 ，写写的过程是互斥的。

独享锁与共享锁也是通过AQS来实现的，通过实现不同的方法，来实现独享或者共享。

对于Synchronized而言，当然是独享锁。

四、互斥锁/读写锁

上面讲的独享锁/共享锁就是一种广义的说法，互斥锁/读写锁就是具体的实现。

互斥锁在Java中的具体实现就是ReentrantLock

读写锁在Java中的具体实现就是ReadWriteLock

五、乐观锁/悲观锁

乐观锁与悲观锁不是指具体的什么类型的锁，而是指看待并发同步的角度。

悲观锁认为对于同一个数据的并发操作，一定是会发生修改的，哪怕没有修改，也会认为修改。因此对于同一个数据的并发操作，悲观锁采取加锁的形式。悲观的认为，不加锁的并发操作一定会出问题。

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，会采用尝试更新，不断重新的方式更新数据。乐观的认为，不加锁的并发操作是没有事情的。

从上面的描述我们可以看出，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中的使用，就是利用各种锁。

乐观锁在Java中的使用，是无锁编程，常常采用的是CAS算法，典型的例子就是原子类，通过CAS自旋实现原子操作的更新。

六、分段锁

分段锁其实是一种锁的设计，并不是具体的一种锁，对于ConcurrentHashMap而言，其并发的实现就是通过分段锁的形式来实现高效的并发操作。

我们以ConcurrentHashMap来说一下分段锁的含义以及设计思想，ConcurrentHashMap中的分段锁称为Segment，它即类似于HashMap(JDK7与JDK8中HashMap的实现)的结构，即内部拥有一个Entry数组，数组中的每个元素又是一个链表;同时又是一个ReentrantLock(Segment继承了ReentrantLock)。

当需要put元素的时候，并不是对整个hashmap进行加锁，而是先通过hashcode来知道他要放在那一个分段中，然后对这个分段进行加锁，所以当多线程put的时候，只要不是放在一个分段中，就实现了真正的并行的插入。

但是，在统计size的时候，可就是获取hashmap全局信息的时候，就需要获取所有的分段锁才能统计。

分段锁的设计目的是细化锁的粒度，当操作不需要更新整个数组的时候，就仅仅针对数组中的一项进行加锁操作。

七、偏向锁/轻量级锁/重量级锁

这三种锁是指锁的状态，并且是针对Synchronized。在Java

5通过引入锁升级的机制来实现高效Synchronized。这三种锁的状态是通过对象监视器在对象头中的字段来表明的。

偏向锁是指一段同步代码一直被一个线程所访问，那么该线程会自动获取锁。降低获取锁的代价。

轻量级锁是指当锁是偏向锁的时候，被另一个线程所访问，偏向锁就会升级为轻量级锁，其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁，不会阻塞，提高性能。

重量级锁是指当锁为轻量级锁的时候，另一个线程虽然是自旋，但自旋不会一直持续下去，当自旋一定次数的时候，还没有获取到锁，就会进入阻塞，该锁膨胀为重量级锁。重量级锁会让其他申请的线程进入阻塞，性能降低。

八、自旋锁

在Java中，自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞，而是采用循环的方式去尝试获取锁，这样的好处是减少线程上下文切换的消耗，缺点是循环会消耗CPU。

典型的自旋锁实现的例子，可以参考自旋锁的实现

关于可重入锁的原理及简单实现

关于并发包当中的ReenTrantLock 的实现等我研究完ConcurrentHashMap 之后再看看

可重入锁使用的目的：

保证线程访问时的线程安全；

与普通锁的区别：

可重入锁可以避免线程死锁

场景描述：多线程访问场景，其中获得了锁的线程可能重复获得锁

即： Thread1 --->lock Thread2 ---> wait() Thread3 ----> wait() Thread4 ---> wait()

Thread1 ---->lock (重复加锁 如果解锁过程只有一次 则造成死锁)

public class Lock{

boolean isLocked = false;

Thread lockBy = null ;

int lockCount = 0;

public synchronized void lock () { ////////加锁方式

Thread thread = Thread.currentThread();

while( isLocked && lockBy != thread ){

wait () ;

}

isLocked = true ;

lockCount ++ ;

lockBy = thread;

}

public synchronized void unlock () {

if ( Thread . currentThread ( ) == this . lockBy ) {

lockCount --; ////////// 防止出现获得了锁的线程双重加锁后 却只解锁一遍 造成死锁

if ( lockCount == 0 ) {

isLocked = false ;

notify();

}

}

}

}

005 锁的重入性 | 重入锁

当 一个进程 获得到某个对象的锁后，在其他地方，又需要获得该对象的锁，此时，可以进入，而不是阻塞。

Java中ReentrantLock和synchronized都是可重入锁，可重入锁的一个优点是可一定程度避免死锁

重入的特性， 发生在同一个线程本身，而且是获得锁后的时间内，再次需要获得锁，不阻塞，直接进入 。

上述，两个synchronized关键词，作用都是一个对象d1（确保是同一个锁了），a方法获得锁，在持有锁期间，需要获得b方法的锁（同一个锁），重入不阻塞。

看是否能够获得锁，需要明确是否是同一个对象的锁，以及是否可重入，如下，

执行顺序（可能）先输出a，等待1秒后，输出b，为什么不是同时输出ab？

因为第一个线程先获得到锁后，对于第二个线程而言，因为是一个锁对象，所以等待，当第一个线程执行完毕后释放锁，第二个线程才能获得锁。 可重入性针对是同一个线程而言，多个线程的情况，竞争获得锁