重新认识“锁”这个字

2020年5月22日下午4:19

重新认识“锁”这个字：这点非常非常重要

x锁 == 争抢锁的x规则：
1. 我们这里涉及到悲观锁、乐观锁、自旋锁、适应性自旋锁、无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁、公平锁、非公平锁、可重入锁、不可重入锁、共享锁、排他锁这十几种锁
2. 什么什么锁，翻译过来就是：我们目前按什么什么规则进行争抢锁

锁知识的系统讲解与分类

不可不说的Java“锁”事 - 美团技术团队

synchronized锁的原理：这个问题要专门拉出来讲，考的人太多

涉及到的数据结构：
1. 对象头中的：Mark Word（标记字段）Klass Pointer（类型指针）
2. Monitor：
  1. Monitor可以理解为一个同步工具或一种同步机制。说白了就是synchronized是调用Monitor实现的
  2. synchronized通过Monitor来实现线程同步，Monitor是依赖于底层的操作系统的Mutex Lock（互斥锁）来实现的线程同步
synchronized最初实现同步的方式
1. 阻塞或唤醒一个Java线程需要操作系统切换CPU状态来完成，这种状态转换需要耗费处理器时间。如果同步代码块中的内容过于简单，状态转换消耗的时间有可能比用户代码执行的时间还要长

最最关键、基础的两种锁：

【极端】大家来抢，但只有一个人获得操作对象，不论这个人对这个对象进行何种操作，别人都无法获得这个对象，看看都不行
【平和】大家都可以来看到这个对象，但是有一点需要大家保证：你看看可以，一旦你想改这个对象，你必须满足一定的要求：
1. 这里面又设计了两种场景需求
  1. 面试必备之乐观锁与悲观锁 - 掘金
  2. 外加数据的版本号手段：
    1. 在数据表中加上一个数据版本号version字段，表示数据被修改的次数，当数据被修改时，version值会加一。当线程A要更新数据值时，在读取数据的同时也会读取version值，在提交更新时，若刚才读取到的version值为当前数据库中的version值相等时才更新，否则重试更新操作，直到更新成功
  3. 不加版本号，直接根据数据值本身是否变更：
    1. CAS：compare and swap（比较与交换）
    2. 但是：
      1. 会导致ABA 问题，解决ABA我们又要使用版本号
      2. 循环时间长开销大
        
        自旋CAS（也就是不成功就一直循环执行直到成功）如果长时间不成功，会给CPU带来非常大的执行开销。
      3. 只能保证一个共享变量的原子操作
        
        CAS 只对单个共享变量有效，当操作涉及跨多个共享变量时 CAS 无效
上面是从人话的角度去切入真实的场景，计算机只不过在模拟我们日常的需求而已。但是，如果我们专业一点说的话：
1. 极端 ==> 悲观锁
2. 平和 ==> 乐观锁
当我们需要在多线程下保护一个对象时，我们如何选择保护它的模式？
1. 这个可以理解成第三方保镖公司，这个公司有自己的套餐服务，你可以选择你保护的这个人的等级：有皇家护卫队等级，有退役海报突击队等级，有配枪的不配枪的….
2. 这就等同于上面所说的极端、平和等等模式，不同的人我们选择不同的保护等级，保护领导人当然直接上皇家护卫队等级等级，保护你个平民当然随便请个健身教练就行了，这里强调的是适合！
3. 这就涉及到乐观锁和悲观锁的使用场景：
  1. 具体来说：CAS与synchronized的使用情景
  2. 简单的来说CAS适用于写比较少的情况下（多读场景，冲突一般较少），synchronized适用于写比较多的情况下（多写场景，冲突一般较多）