鎖是解決并發沖突的重要工具。在開發中我們會用到很多類型的鎖，每種鎖都有其自身的特點和適用范圍。

需要深刻理解鎖的理念和區別，才能正確、合理地使用鎖。

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常用鎖類型

樂觀鎖與悲觀鎖

悲觀鎖對并發沖突持悲觀態度，先取鎖后訪問數據，能夠較大程度確保數據安全性。

而樂觀鎖認為數據沖突的概率比較低，可以盡可能多地訪問數據，只有在最終提交數據進行持久化時才獲取鎖。

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悲觀鎖總是先獲取鎖，會增加很多額外的開銷，也增加了死鎖的幾率。尤其是對于讀操作，不會修改數據，使用悲觀鎖大大增加系統的響應時間。

樂觀鎖最后一步才提交數據，死鎖的幾率比較低，但是如果有多個事務同時處理相同數據也有幾率會沖突甚至導致系統異常。

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傳統關系型數據庫常常使用悲觀鎖，以提高數據安全性。使用樂觀鎖的場景，通常用版本號來確保數據安全。

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自旋鎖

自旋鎖會讓處于等待狀態的線程執行空循環一段時間，執行完空循環后如果能夠獲取鎖就立即獲取鎖，否則才掛起線程。

使用自旋鎖，能夠降低等待線程被掛起的概率。線程進入阻塞狀態再次喚醒，需要在用戶態和內核態之間進行切換，自旋鎖避免了進入內核態，因此有比較好的性能。

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自旋鎖適用于競爭不激烈且線程任務執行時間短的場景。但是對于競爭激烈或者任務執行時間長的場景，不適合使用自旋鎖，否則會浪費 CPU 時間片。

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重入鎖

Java 中提供的可重入鎖 ReentrantLock，是一種遞歸無阻塞的同步機制，可以在外層方法已經加鎖的情況下，讓內層方法再次獲取鎖。

ReentrantLock 維護了一個計數器，每加鎖一次計數器加一，解鎖一次計數器減一。Java 中的 synchronized 也是一種可重入鎖。

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輪詢鎖與定時鎖

輪詢鎖是通過線程不斷嘗試獲取鎖來實現的，可以避免發生死鎖，可以更好地處理錯誤場景。Java 中可以通過調用鎖的 tryLock 方法來進行輪詢。tryLock 方法還提供了一種支持定時的實現，可以通過參數指定獲取鎖的等待時間。如果可以立即獲取鎖那就立即返回，否則等待一段時間后返回。

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讀寫鎖

讀寫鎖 ReadWriteLock 可以優雅地實現對資源的訪問控制，具體實現為 ReentrantReadWriteLock。讀寫鎖提供了讀鎖和寫鎖兩把鎖，在讀數據時使用讀鎖，在寫數據時使用寫鎖。

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讀寫鎖允許有多個讀操作同時進行，但只允許有一個寫操作執行。如果寫鎖沒有加鎖，則讀鎖不會阻塞，否則需要等待寫入完成。

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```java
ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
Lock readLock = lock.readLock();
Lock writeLock = lock.writeLock();
```

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鎖的使用

減小鎖的范圍

加鎖后可以確保一個方法或一段代碼只有一個線程訪問，因此鎖定范圍要盡可能小。比如使用 synchronized 時，能對代碼塊進行加鎖，就盡量不要對方法進行加鎖。

對象鎖與類鎖

能鎖對象，就不要鎖定類，盡量控制范圍。鎖定類以后，所有的線程使用同一把鎖，同一時刻只有一個線程可以加鎖；而鎖定對象，可以增加鎖的數量，提高并發的效率。

鎖的公平性

大部分鎖都支持設置公平性：公平鎖是指按照線程等待的時間來決定哪個線程先獲取鎖，非公平鎖是指隨機選擇一個線程來獲取鎖。重入鎖和讀寫鎖默認都是非公平鎖，也可以通過參數來設置。使用時需要根據具體場景來決定設置公平或非公平。

鎖消除

如無必要，不要使用鎖。Java 虛擬機也可以根據逃逸分析判斷出加鎖的代碼是否線程安全，如果確認線程安全虛擬機會進行鎖消除提高效率。

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鎖粗化

如果一段代碼需要使用多個鎖，建議使用一把范圍更大的鎖來提高執行效率。Java 虛擬機也會進行優化，如果發現同一個對象鎖有一系列的加鎖解鎖操作，虛擬機會進行鎖粗化來降低鎖的耗時。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java 并发编程必须知道的七种锁类型以及应用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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