面試必備:聊聊互斥鎖、自旋鎖、讀寫鎖、悲觀鎖、樂(lè)觀鎖使用場(chǎng)景

?先來(lái)聊聊為啥加鎖，多線程訪問(wèn)共享資源的時(shí)候，為了避免資源競(jìng)爭(zhēng)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)亂，會(huì)在訪問(wèn)共享資源之前加鎖，加鎖的目的是保證共享資源在任意時(shí)間里，只有一個(gè)線程訪問(wèn)。鎖又分為互斥鎖、自旋鎖、讀寫鎖、悲觀鎖、樂(lè)觀鎖，下面分別介紹使用場(chǎng)景。

? 1、互斥鎖

? 互斥鎖是一種【獨(dú)占鎖】，當(dāng)線程A加鎖成功后，此時(shí)互斥鎖已經(jīng)被線程A獨(dú)占了，只要線程A沒(méi)有釋放手中的鎖，線程B加鎖就會(huì)失敗，于是就會(huì)釋放CPU讓給其他線程，既然線程B釋放掉了CPU，自然線程B加鎖的代碼就會(huì)被阻塞。

2、自旋鎖

自旋鎖是通過(guò)CPU提供的CAS函數(shù)（Compare And Swap）,在【用戶態(tài)】完成加鎖和解鎖操作，不會(huì)主動(dòng)產(chǎn)生線程上下文切換，所以相比互斥鎖來(lái)說(shuō)，會(huì)快一些，開銷也小一些。比較簡(jiǎn)單的一種鎖，一直自旋，利用CPU周期，直到鎖可用。需要注意，在單核CPU上，需要搶占式的調(diào)度器（即不斷通過(guò)時(shí)鐘中斷一個(gè)線程，運(yùn)行其他線程）。否則，自旋鎖在單CPU上無(wú)法使用，因?yàn)橐粋€(gè)自旋的線程永遠(yuǎn)不會(huì)放棄CPU。

3、讀寫鎖

讀寫鎖從字面意思我們也可以知道，它由【讀鎖】和【寫鎖】?jī)刹糠謽?gòu)成，如果只讀取共享資源用【讀鎖】加鎖，如果要修改共享資源則用【寫鎖】加鎖。所以，讀寫鎖適用于能明確區(qū)分讀操作和寫操作的場(chǎng)景。

?工作原理：當(dāng)【寫鎖】沒(méi)有被線程持有時(shí)，多個(gè)線程能夠并發(fā)地持有讀鎖，這大大提高了共享資源的訪問(wèn)效率，因?yàn)椤咀x鎖】是用于讀取共享資源的場(chǎng)景，所以多個(gè)線程同時(shí)持有讀鎖也不會(huì)破壞共享資源的數(shù)據(jù)。

? ? ? 但是，一旦【寫鎖】被線程持有后，讀線程的獲取讀鎖的操作會(huì)被阻塞，而且其他寫線程的獲取寫鎖的操作也會(huì)被阻塞。

所以說(shuō)，寫鎖是獨(dú)占鎖，因?yàn)槿魏螘r(shí)刻只能有一個(gè)線程持有寫鎖，類似互斥鎖和自旋鎖，而讀鎖是共享鎖，因?yàn)樽x鎖可以被多個(gè)線程同時(shí)持有。

根據(jù)實(shí)現(xiàn)的不同，讀寫鎖可以分為【讀優(yōu)先鎖】和【寫優(yōu)先鎖】。

讀優(yōu)先鎖期望的是，讀鎖能被更多的線程持有，以便提高讀線程的并發(fā)性，它的工作方式是：當(dāng)讀線程A先持有了讀鎖，寫線程B在獲取寫鎖的時(shí)候，會(huì)被阻塞，并且在阻塞過(guò)程中，后續(xù)來(lái)的讀線程C仍然可以成功獲取讀鎖，最后直到讀線程A和C釋放讀鎖后，寫線程B才可以成功獲取讀鎖。

而寫優(yōu)先鎖是優(yōu)先服務(wù)寫線程，其工作方式是：當(dāng)讀線程A先持有了讀鎖，寫線程B在獲取寫鎖的時(shí)候，會(huì)被阻塞，并且在阻塞過(guò)程中，后續(xù)來(lái)的讀線程C獲取讀鎖時(shí)會(huì)失敗，于是讀線程C將被阻塞在獲取讀鎖的操作，這樣只有讀線程A釋放讀鎖后，寫線程B就可以成功獲取讀鎖。

讀寫鎖適用于能明確區(qū)分讀操作和寫操作的場(chǎng)景

4、樂(lè)觀鎖和悲觀鎖

前面提到的互斥鎖、自旋鎖、讀寫鎖，都是屬于悲觀鎖。悲觀鎖認(rèn)為多線程同時(shí)修改共享資源的概率比較高，于是很容易出現(xiàn)沖突，所以訪問(wèn)共享資源前，先要上鎖。

樂(lè)觀鎖認(rèn)為多線程同時(shí)修改共享資源的概率比較低，它的工作方式是：先修改完共享資源，再驗(yàn)證這段時(shí)間內(nèi)有沒(méi)有發(fā)生沖突，如果沒(méi)有 其他線程在修改資源，那么操作完成，如果發(fā)現(xiàn)有其他線程已經(jīng)修改過(guò)這個(gè)資源，就放棄本次操作。

樂(lè)觀鎖雖然去除了加鎖解鎖的操作，但是一旦發(fā)生沖突，重試的成本非常高，所以只有在沖突概率非常低，且加鎖成本非常高的場(chǎng)景時(shí)，才考慮使用樂(lè)觀鎖。

參考：

https://www.cnblogs.com/everydaystarting123/p/13959630.html

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