不同的锁分类

• 互斥锁：确保同一时刻只有一个线程可以执行锁定的代码。

• 读/写锁：允许多个线程同时读取，但写入时需要独占访问。

• 乐观锁：允许一个线程假设没有其他线程修改数据，进行读操作，而不持有完整的锁。

• 公平锁与非公平锁：决定获取锁的顺序是随机的还是按照请求的顺序。

• 可重入锁：同一个线程可以多次获取已经持有的锁。

synchronized锁的优化

• 演进过程：偏向锁 -> 轻量级锁（自旋锁）-> 重量级锁

偏向锁（Biased Locking）：

• 偏向锁是一种锁优化，它假设锁将被同一个线程多次获取。

• 实现原理：
• 偏向锁会在对象头的Mark Word中存储获取它的线程ID，进入同步块时只需要检查这个线程ID是否为当前线程的ID，如果是，就没有竞争。

轻量级锁（Lightweight Locking）：

• 如果偏向锁失败，JVM将锁升级为轻量级锁。

• 实现原理：
• 在栈中创建锁记录（Lock Record）和在对象头中复制Mark Word来实现。
• 当线程试图获取锁时，它使用CAS（Compare-And-Swap）操作尝试将锁对象的标记指向锁记录。(自旋尝试)
• 如果成功，该线程持有锁；
• 如果失败，表示有其他线程竞争，锁升级为重量级锁。

重量级锁（Heavyweight Locking）：

• 当有多个线程同时竞争同一个锁时，轻量级锁会升级为重量级锁。

• 实现原理：
• 通过操作系统内的互斥量来实现，涉及到线程从用户态切换到核心态，增加了额外的开销。
• 重量级锁能够让其他线程进入阻塞状态，直到锁被释放。

Lock

不同Lock的关系

• 注：由mermaid描述，网页若无法显示，可复制后到mermaid网站在线预览

横向对比

不同Lock的使用

ReentrantLock

• 使用ReentrantLock来同步一些修改共享资源的操作。

ReentrantReadWriteLock

• 使用ReentrantReadWriteLock来分别控制读取和写入操作，适用于读多写少的情况。

StampedLock

• 使用StampedLock进行乐观读取，同时支持写入。乐观读取可以提高并发性，因为不阻塞写入操作。