1、什么是公平鎖？什么是非公平鎖？
公平鎖：是指多個線程按照申請鎖的順序來獲取鎖，也就是說按秩序排隊，先來后到。
非公平鎖：是指多個線程獲取鎖的順序并不是按照申請鎖的順序來的。就像排隊打飯，總有些高年級同學(xué)會插隊。在高并發(fā)情況下，有可能會造成優(yōu)先級反轉(zhuǎn)或者饑餓現(xiàn)象(優(yōu)先級反轉(zhuǎn)好理解，就是本來輪到排在隊頭那個人打飯了，但是突然一人插隊跑前面了，這就是優(yōu)先級反轉(zhuǎn)；如果一直有人插隊，那么僅管這個同學(xué)已經(jīng)排在隊頭了，但是還是一直沒吃上飯，這就是饑餓現(xiàn)象)。
2、兩者區(qū)別：
在并發(fā)環(huán)境中，每個線程獲取鎖時都會查看此鎖維護(hù)的等待隊列，如果為空，或者當(dāng)前線程是等待隊列的第一個，就占鎖，否則就加入到等待隊列中。而非公平鎖比較粗魯，上來就嘗試占鎖，如果占鎖失敗，就采用類似公平鎖的那種方式。非公平鎖性能比較好，吞吐量比較大。ReentrantLock實例化的時候可以傳入?yún)?shù)true或者false指定創(chuàng)建公平鎖還是非公平鎖，true是公平鎖，false是非公平鎖，不傳默認(rèn)是false。而synchronized也是非公平鎖。
1、什么是可重入鎖？
可重入鎖又叫遞歸鎖。指的是外層函數(shù)獲得鎖之后，它可以進(jìn)入它所同步著的所有代碼，即使內(nèi)層函數(shù)也被鎖住，，也無需重新獲取鎖。
1public synchronized void method1(){
2 method2();
3}
4public synchronized void method2(){
5
6}
method1是加了鎖的，method2也是加了鎖的，然后在method1里面調(diào)用method2。當(dāng)method1獲取了鎖之后，調(diào)用的method2雖然也是加了鎖的，但是不用重新獲取鎖了，這就叫可重入鎖。也就說，可以理解為method1和method2獲取到的鎖可以理解為同一把鎖。ReentrantLock和synchronized都是可重入鎖。可重入鎖最大的作用就是防止死鎖。
2、可重入鎖demo：
驗證synchronized是可重入鎖：
1public class LockDemo {
2 public synchronized void fun1(){
3 System.out.println(Thread.currentThread().getId() + "執(zhí)行fun1方法");
4 fun2();
5 }
6 public synchronized void fun2(){
7 System.out.println(Thread.currentThread().getId() + "執(zhí)行fun2方法");
8 }
9
10 public static void main(String[] args){
11 LockDemo lockDemo = new LockDemo();
12 new Thread( () -> lockDemo.fun1()).start();
13 }
14}
看這段代碼，fun1一個同步方法，在里面輸出一句話，然后又調(diào)用了同步方法fun2。最后在main方法里面創(chuàng)建一個線程去執(zhí)行fun1方法。如果synchronized是可重入鎖，那么打印這兩個輸出語句的應(yīng)該是同一個線程。
驗證ReentrantLock是可重入鎖：
1public class LockDemo {
2 public void fun1(){
3 ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
4 lock.lock();
5 try {
6 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 執(zhí)行fun1方法");
7 fun2();
8 }finally {
9 lock.unlock();
10 }
11 }
12 public void fun2(){
13 ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
14 lock.lock();
15 try {
16 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 執(zhí)行fun2方法");
17 }finally {
18 lock.unlock();
19 }
20 }
21
22 public static void main(String[] args){
23 LockDemo lockDemo = new LockDemo();
24 new Thread( () -> lockDemo.fun1()).start();
25 }
26}
這段代碼只不過把synchronized換成了lock鎖，運行結(jié)果是一樣的。以上兩端代碼說明synchronized和ReentrantLock都是可重入鎖。
前面聊CAS的時候說到了它底層用的就是UnSafe類和自旋鎖。這里就詳細(xì)說一說自旋鎖。
1、什么是自旋鎖？
我們知道像synchronized和ReentrantLock鎖，當(dāng)這個線程沒有獲取到鎖的時候就是阻塞狀態(tài)。而自旋鎖就是采用循環(huán)的方式去嘗試獲取鎖，這樣的好處就是減少上下文切換的消耗，但是比較消耗CPU資源。再來看看原子包裝類的getAddIncrement方法：
1public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
2 int var5;
3 do {
4 var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
5 } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
6 return var5;
7 }
當(dāng)while條件不成立時，就會一直執(zhí)行do語句，所以很消耗CPU。
舉個生活中的例子再來說明一下什么是自旋鎖：小明同學(xué)遇到了個問題，跑到講臺邊上去問老師?？墒沁@時候老師在打電話，沒辦法立即給小明解答。小明就站在邊上干等著。這是小明就處于阻塞狀態(tài)，做不了其他事。而自旋鎖就是，小明看到老師現(xiàn)在沒時間，就先回到座位上寫作業(yè)，過一會兒再上去看，老師還沒時間，小明又回去做其他事。就這樣不斷的嘗試，知道成功。
2、手寫自旋鎖：
1public class MyLock {
2 AtomicReference<Thread> atomicReference = new AtomicReference<>();
3
4 public void myLock() {
5 Thread thread = Thread.currentThread();
6 System.out.println(thread.getName() + ": come in");
7 while (!atomicReference.compareAndSet(null, thread)) {
8 }
9 }
10
11 public void myUnlock() {
12 Thread thread = Thread.currentThread();
13 atomicReference.compareAndSet(thread, null);
14 System.out.println(thread.getName() + ": come out");
15 }
16}
分析一下這段代碼：這個類有一個成員變量，原子引用類型的Thread，關(guān)于原子引用，之前在CAS詳解一文中說到過。這個類還有兩個方法，一個是myLock加鎖方法，一個是myUnlock，釋放鎖的方法。
myLock方法：首先獲取到當(dāng)前線程，然后比較并交換，看看當(dāng)前線程是不是null，如果是，就設(shè)置為當(dāng)前線程thread，此時操作結(jié)果就是true，取反后就是false，就不進(jìn)入循環(huán)。如果當(dāng)前線程不是null，那么操作結(jié)果取反后就是true，那么就會進(jìn)入循環(huán)，知道thread重新變回null為止。
myUnlock方法：獲取到當(dāng)前線程，然后將其設(shè)置為null，這就相當(dāng)于釋放鎖。
用下面的代碼測試一下：
1public static void main(String[] args) {
2 MyLock myLock = new MyLock();
3 new Thread(() -> {
4 myLock.myLock();
5 try {
6 Thread.sleep(5000);
7 } catch (InterruptedException e) {
8 e.printStackTrace();
9 }
10 myLock.myUnlock();
11 },"A").start();
12
13 try {
14 TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
15 } catch (InterruptedException e) {
16 e.printStackTrace();
17 }
18 new Thread(() -> {
19 myLock.myLock();
20 myLock.myUnlock();
21 },"B").start();
22}
A線程進(jìn)去，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前是thread是null，所以就將當(dāng)前線程指向自己。此時的當(dāng)前線程就是A，然后小睡5秒。在睡的過程中，B進(jìn)來了，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前線程是A，所以進(jìn)入while循環(huán)，一直進(jìn)行compareAndSet。5秒中后，A線程釋放鎖，將當(dāng)前線程設(shè)置為了null，這時B發(fā)現(xiàn)當(dāng)前線程是null了，就將當(dāng)前線程設(shè)置為了B，最后B也釋放鎖，將當(dāng)前線程設(shè)置為null。如果把線程A的myUnlock方法注釋掉，那么線程B將一直在while循環(huán)中出不來，造成死循環(huán)。
1、什么是獨占鎖？什么是共享鎖？
獨占鎖：不管是讀操作還是寫操作，該鎖一次只能被一個線程持有。synchronized和ReentrantLock都是獨占鎖。
共享鎖：指該鎖可以被多個線程持有。
ReentrantReadWriteLock的讀鎖是共享鎖，寫鎖是獨占鎖。這樣可以保證讀操作的并發(fā)性。讀&讀可以共享鎖，讀&寫不能共存，寫&寫也不能共存。
下面看一段代碼：
1public class MyCache {
2 private volatile Map<String, Object> map = new HashMap<>();
3
4 public void put(String key, Object value){
5 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 正在寫入： "+ value );
6 map.put(key, value);
7 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：寫入完成");
8 }
9
10 public void get(String key){
11 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 正在讀取");
12 Object result = map.get(key);
13 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 讀取完成： " + result);
14 }
15}
這段代碼就是模擬一個緩存，用HashMap存數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在創(chuàng)建5個線程去寫，5個線程去讀，看看情況如何。
1public static void main(String[] args){
2 MyCache myCache = new MyCache();
3 for (int i=0; i<5; i++){
4 final Integer temp = i;
5 new Thread(() -> myCache.put(temp+"", temp),temp +"號線程").start();
6 }
7
8 for (int i=0; i<5; i++){
9 final Integer temp = i;
10 new Thread(() -> myCache.get(temp+""),temp +"號線程").start();
11 }
12}
看運行結(jié)果：
可以看到，0號線程還沒寫入完成，2號線程進(jìn)來了，2號線程還沒完成，3號線程又進(jìn)來了。這就沒有保證寫操作是獨占的，沒有保證寫操作的原子性?？纯词褂肦eentrantReadWriteLock如何解決：
1public class MyCache {
2 private volatile Map<String, Object> map = new HashMap<>();
3 ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
4 public void put(String key, Object value){
5 lock.writeLock().lock();
6 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 正在寫入： "+ value );
7 map.put(key, value);
8 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：寫入完成");
9 lock.writeLock().unlock();
10 }
11
12 public void get(String key){
13 lock.readLock().lock();
14 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 正在讀取");
15 Object result = map.get(key);
16 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 讀取完成： " + result);
17 lock.readLock().unlock();
18 }
19}
只需要在寫操作那里加寫鎖，在讀操作那里加讀鎖，這樣既可以保證數(shù)據(jù)的正確性，也提高了并發(fā)能力。看運行結(jié)果：
可以看到，寫操作的時候，保證了每次寫操作的原子性，是獨占鎖；讀的時候可以多個線程同時訪問，是共享鎖。
說起鎖，好像有很多很多種，其實無外乎synchronized、ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock和 自旋鎖。其他的都是從不同角度對這幾種鎖進(jìn)行分類而已。
synchronized: 是非公平鎖、可重入鎖、獨占鎖；
ReentrantLock：默認(rèn)非公平鎖，在構(gòu)造方法中可傳入true變成公平鎖；是可重入鎖，也是獨占鎖；
ReentrantReadWriteLock：讀鎖是共享鎖，寫鎖是獨占鎖；
自旋鎖：通過CAS實現(xiàn)的一種鎖。
