volatile/synchronized/ReentrantLock

死锁
死锁定义:一组进程中的每一个进程,均无限期地等待此组进程中某个其他进程占有的,因而永远无法得到的资源,这种现象称为进程死锁。结论:

参与死锁的进程至少有二个

每个参与死锁的进程均等待资源

参与死锁的进程中至少有两个进程占有资源;

锁:

乐观锁和悲观锁:悲观锁ReentrantLock在使用资源之前先加锁, AtomicInteger使用CAS算法;一个CPU指令能完成的是原子操作;

自旋锁和适应性自旋锁:自旋锁就是在无法获取锁的时候,线程处于自旋转状态,不放弃CPU时间。适合上一个线程持有锁的时间很短的情况,减少锁释放后要唤起线程,切换CPU的时间消耗;但是如果资源被占用的时间过长,则不适合使用自旋锁;原理依旧是CAS,AtomicInteger中调用unsafe进行自增操作的源码中的do-while循环就是一个自旋操作,如果修改数值失败则通过循环来执行自旋,直至修改成功。

**无锁,偏向锁,轻量级锁,重量级锁 **
公平锁和非公平锁:非公平锁的优点是减少唤起线程的开销,整体的吞吐率高;缺点是处于等待中的线程可能会饿死,或者等待很久才会获得锁;
公平锁是通过同步队列来实现多个线程按照申请锁的顺序来获取锁;非公平锁不考虑排队等待问题,直接尝试获得锁,所以存在后申请却先获得锁甚至先申请的一直获取不到锁的情况;

可重入锁和非可重入锁
ReentrantLock和synchronized都是可重入锁。
Reentrantlock:可重入的独占锁,通过自定义队列同步器(AQS:Abstract Queued Synchronized)来实现锁的释放和获取。再次重入时,状态+1;加多少次锁,要释放多少次;锁才会最终释放;
为什么使用ReentrantLock?
1.运用在中断上,syncronized下的锁,只有两种情况,要么获得这把锁继续执行,要么就保持等待;
ReenTrant支持线程中断,则放弃加锁;
2.申请加锁时间限制,来避免死锁
如果一个线程迟迟拿不到锁,可能是死锁,也可能是饥饿状态;因此给一个超时时间,让线程自动放弃加锁。
3.ReentrantLock有公平和非公平两种模式;公平锁的情况下,会按照时间先后顺序依次加锁,保证先到先得,避免产生饥饿现象;

lock():获得锁,如果锁被占用,进入等待。
lockInterruptibly():获得锁,但优先响应中断。
tryLock():尝试获得锁,如果成功,立即放回 true,反之失败返回 false。该方法不会进行等待,立即返回。
tryLock(long time, TimeUnit unit):在给定的时间内尝试获得锁。
unLock():释放锁。

共享锁和排他锁
共享锁是指该锁可被多个线程所持有。如果线程T对数据A加上共享锁后,则其他线程只能对A再加共享锁,不能加排它锁。获得共享锁的线程只能读数据,不能修改数据。

AQS的时候我们也提到了state字段(int类型,32位),该字段用来描述有多少线程获持有锁。
在独享锁中这个值通常是0或者1(如果是重入锁的话state值就是重入的次数),在共享锁中state就是持有锁的数量ReentrantReadWriteLock有两把锁:ReadLock和WriteLock

AQS
AQS维护了一个volatile int state(代表共享资源)和一个FIFO线程等待队列(多线程争用资源被阻塞时会进入此队列)。
AQS定义两种资源共享方式:Exclusive(独占,只有一个线程能执行,如ReentrantLock)和Share(共享,多个线程可同时执行,如Semaphore/CountDownLatch).

CAS:
乐观锁的无锁技术。synchronized是悲观锁。

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