JUC锁简析（基于源码的详解后续会陆续发出）

Posted 2021-03-09 tianxin945

张图说明下要分享的内容：

　　

 

01. Lock接口

　　JUC包中的 Lock 接口支持那些语义不同(重入、公平等)的锁规则。所谓语义不同，是指锁可是有"公平机制的锁"、"非公平机制的锁"、"可重入的锁"等等。

　　"公平机制"是指"不同线程获取锁的机制是公平的"， 而"非公平机制"则是指"不同线程获取锁的机制是非公平的"，"可重入的锁"是指同一个锁能够被一个线程多次获取。

02. ReentrantLock

　　ReentrantLock是独占锁。所谓独占锁，是指只能被独自占领，即同一个时间点只能被一个线程锁获取到的锁。

　　ReentrantLock锁包括"公平的ReentrantLock"和"非公平的ReentrantLock"。

　　"公平的ReentrantLock"是指"不同线程获取锁的机制是公平的"，而"非公平的ReentrantLock"则是指"不同线程获取锁的机制是非公平的"，ReentrantLock是"可重入的锁"。

 　　ReentrantLock中有一个成员变量sync，sync是Sync类型；Sync是一个抽象类，而且它继承于AQS。

　　 ReentrantLock中有"公平锁类"FairSync和"非公平锁类"NonfairSync，它们都是Sync的子类。ReentrantReadWriteLock中sync对象，是FairSync与NonfairSync中的一种， 这也意味着ReentrantLock是"公平锁"或"非公平锁"中的一种，ReentrantLock默认是非公平锁。

 03. CyclicBarrier

　　CyclicBarrier是一个同步辅助类，允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点 (common barrier point)。因为该 barrier 在释放等待线程后可以重用，所以称它为循环 的 barrier。

　　CyclicBarrier是包含了"ReentrantLock对象lock"和"Condition对象trip"，它是通过独占锁实现的。

　　 CyclicBarrier和CountDownLatch的区别是： CountDownLatch的作用是允许1或N个线程等待其他线程完成执行；而CyclicBarrier则是允许N个线程相互等待。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　CountDownLatch的计数器无法被重置；CyclicBarrier的计数器可以被重置后使用，因此它被称为是循环的barrier。

04. ReadWriteLock

　　ReadWriteLock 接口以和Lock类似的方式定义了一些读取者可以共享而写入者独占的锁。

　　JUC包只有一个类实现了该接口，即 ReentrantReadWriteLock，因为它适用于大部分的标准用法上下文。 但程序员可以创建自己的、适用于非标准要求的实现。

05. ReentrantReadWriteLock　　ReentrantReadWriteLock是读写锁接口ReadWriteLock的实现类，它包括子类ReadLock和WriteLock。ReadLock是共享锁，而WriteLock是独占锁。

　　ReentrantReadWriteLock实现了ReadWriteLock接口。 ReentrantReadWriteLock中包含sync对象，读锁readerLock和写锁writerLock。读锁ReadLock和写锁WriteLock都实现了Lock接口。

　　和"ReentrantLock"一样，sync是Sync类型；而且，Sync也是一个继承于AQS的抽象类。Sync也包括"公平锁"FairSync和"非公平锁"NonfairSync。

 06. AbstractOwnableSynchronizer/AbstractQueuedSynchronizer/AbstractQueuedLongSynchronizer

　　AbstractQueuedSynchronizer就是被称之为AQS的类，它是一个非常有用的超类，可用来定义锁以及依赖于排队阻塞线程的其他同步器； ReentrantLock，ReentrantReadWriteLock，CountDownLatch，CyclicBarrier和Semaphore等这些类都是基于AQS类实现的。 AbstractQueuedLongSynchronizer 类提供相同的功能但扩展了对同步状态的 64 位的支持。两者都扩展了类 AbstractOwnableSynchronizer（一个帮助记录当前保持独占同步的线程的简单类）。

 07. LockSupport

　　LockSupport提供“创建锁”和“其他同步类的基本线程阻塞原语”。  LockSupport的功能和"Thread中的Thread.suspend()和Thread.resume()有点类似"，LockSupport中的park() 和 unpark() 的作用分别是阻塞线程和解除阻塞线程。 但是park()和unpark()不会遇到“Thread.suspend 和 Thread.resume所可能引发的死锁”问题。

　　实现原理是通过二元信号量做的阻塞，要注意的是，这个信号量最多只能加到1。我们也可以理解成获取释放许可证的场景。 unpark()方法会释放一个许可证，park()方法则是获取许可证，如果当前没有许可证，则进入休眠状态，知道许可证被释放了才被唤醒。无论执行多少次unpark()方法，也最多只会有一个许可证。据说源码中通过其创建锁。

　　1) LockSupport不需要获取对象的监视器

　　2) lockSupport 调用 native的park ,unpark方法。

08. Condition

　　Condition需要和Lock联合使用，它的作用是代替Object监视器方法，可以通过await(),signal()来休眠/唤醒线程。 Condition 接口描述了可能会与锁有关联的条件变量。这些变量在用法上与使用 Object.wait 访问的隐式监视器类似，但提供了更强大的功能。 需要特别指出的是，单个 Lock 可能与多个 Condition 对象关联。为了避免兼容性问题，Condition 方法的名称与对应的 Object 版本中的不同。Object中wait(),notify(),notifyAll()方法是和"同步锁"(synchronized关键字)捆绑使用的；而Condition是需要与"互斥锁"/"共享锁"捆绑使用的。它更强大的地方在于：能够更加精细的控制多线程的休眠与唤醒。对于同一个锁，我们可以创建多个Condition，在不同的情况下使用不同的Condition。

 09. CountDownLatch

　　CountDownLatch是一个同步辅助类，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一直等待。

　　CountDownLatch包含了sync对象，sync是Sync类型。CountDownLatch的Sync是实例类，它继承于AQS。

10. Semaphore

　　Semaphore是一个计数信号量，它的本质是一个"共享锁"。 信号量维护了一个信号量许可集。线程可以通过调用acquire()来获取信号量的许可；当信号量中有可用的许可时，线程能获取该许可；否则线程必须等待，直到有可用的许可为止。 线程可以通过release()来释放它所持有的信号量许可。Semaphore 是 synchronized 的加强版，作用是控制线程的并发数量。

　　和"ReentrantLock"一样，Semaphore包含了sync对象，sync是Sync类型；而且，Sync也是一个继承于AQS的抽象类。Sync也包括"公平信号量"FairSync和"非公平信号量"NonfairSync。

二、countDownLatch,CyclicBarrier,Semaphore区别简析

　　 1、CountDownLatch线程运行到某个点后，计数值-1，该线程继续运行，直到计数值为0，则停止运行,

 　　2、CyclicBarrier只能唤醒一个任务，但是可以重复使用，比如每个人有10块钱，每10个人来就可以凑齐100块，换一张毛爷爷哈哈哈哈。

 　　3、Semaphore控制线程的并发数量，比如停车，这里只有3个车位，停满了就不能停了，必须等有车开走才能再放一辆车进来停。