一、悲观锁与乐观锁
悲观锁：
1、解决并发中各种问题
2、不支持并发操作，效率很低
乐观锁：
1、支持并发操作
2、使用 version 版本号进行比较
二、表锁与行锁
表锁：对整张表进行加锁
行锁：对操作的行进行上锁，会发生死锁
三、读写锁
读锁：共享锁，会发生发生死锁
写锁：独占锁，会发生死锁
读写锁：一个资源可以被多个读线程访问，或者被一个写线程访问，但是不能同时存在读写线程，读写互斥，读读共享的。
四、读写锁介绍
现实中有这样一种场景：对共享资源有读和写的操作，且写操作没有读操作那么频繁。在没有写操作的时候，多个线程同时读一个资源没有任何问题，所以应该允许多个线程同时读取共享资源；但是如果一个线程想去写这些共享资源，就不应该允许其他线程对该资源进行读和写的操作了。
针对这种场景， JAVA 的并发包提供了读写锁 ReentrantReadWriteLock，它表示两个锁，一个是读操作相关的锁，称为共享锁；一个是写相关的锁，称为排他锁。
1. 线程进入读锁的前提条件：
（1）没有其他线程的写锁
（2）没有写请求, 或者有写请求，但调用线程和持有锁的线程是同一个(可重入锁)。
2. 线程进入写锁的前提条件：
（1）没有其他线程的读锁
（2）没有其他线程的写锁
而读写锁有以下三个重要的特性：
（1）公平选择性：支持非公平（默认）和公平的锁获取方式，吞吐量还是非公平优于公平；
（2）重进入：读锁和写锁都支持线程重进入；
（3）锁降级：遵循获取写锁、获取读锁再释放写锁的次序，写锁能够降级成为读锁；
五、ReentrantReadWriteLock
ReentrantReadWriteLock 类的整体结构
public class ReentrantReadWriteLock implements ReadWriteLock, java.io.Serializable {
/** 读锁 */
private final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readerLock;
/** 写锁 */
private final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writerLock;
final Sync sync;
/** 使用默认（非公平）的排序属性创建一个新的
ReentrantReadWriteLock */
public ReentrantReadWriteLock() {
this(false);
}
/** 使用给定的公平策略创建一个新的 ReentrantReadWriteLock */
public ReentrantReadWriteLock(boolean fair) {
sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
readerLock = new ReadLock(this);
writerLock = new WriteLock(this);}
/** 返回用于写入操作的锁 */
public ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock() { return
writerLock; }
/** 返回用于读取操作的锁 */
public ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock() { return
readerLock; }
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {}
static final class NonfairSync extends Sync {}
static final class FairSync extends Sync {}
public static class ReadLock implements Lock, java.io.Serializable {}
public static class WriteLock implements Lock, java.io.Serializable {}
}
可以看到， ReentrantReadWriteLock 实现了 ReadWriteLock 接口，ReadWriteLock 接口定义了获取读锁和写锁的规范，具体需要实现类去实现；同时其还实现了 Serializable 接口，表示可以进行序列化，在源代码中可以看到 ReentrantReadWriteLock 实现了自己的序列化逻辑。
六、案例
场景：模拟缓存，使用多线程方式往Map中存取数据
1、多线程操作（无锁）
//资源类
class MyCache {
//创建 Map 集合
private volatile Map<String, Object> map = new HashMap<>();
//存放数据
public void put(String key, Object value) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 正在写操作"+key);
//暂停一会
TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(800);
//放数据
map.put(key,value);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 写完了"+key);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//读取数据
public Object get(String key) {
Object result = null;
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 正在读取操作"+key);
//暂停一会
TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(800);
result = map.get(key);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 取完了"+key);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return result;
}
}
public class ReadWriteLockDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyCache myCache = new MyCache();
//创建线程放数据
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
final int num = i;
new Thread(() -> {
myCache.put(num + "", num + "");
}, String.valueOf(i)).start();
}
TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300);
//创建线程取数据
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
final int num = i;
new Thread(()->{
myCache.get(num+"");
}, String.valueOf(i)).start();
}
}
}
2、多线程操作（读写锁）
//定义一个缓存类
class MyCache2 {
private volatile Map<String, Object> map = new HashMap<>();
///创建读写锁对象
private ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();
//放数据
public void put(String key, Object value) {
//获取写锁
rwLock.writeLock().lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 正在写" + key);
//暂停一会儿线程
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
map.put(key, value);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 写完了" + key);
System.out.println();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//释放写锁
rwLock.writeLock().unlock();
}
}
//取数据
public Object get(String key) {
//获取读锁
rwLock.readLock().lock();
Object result = null;
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 正在读" + key);
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
result = map.get(key);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 读完了" + result);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//释放读锁
rwLock.readLock().unlock();
}
return result;
}
}
public class ReadWriteLockDemo2 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyCache2 myCache = new MyCache2();
//创建线程放数据
for (int i = 1; i <=5; i++) {
final int num = i;
new Thread(()->{
myCache.put(num+"",num+"");
},String.valueOf(i)).start();
}
TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300);
//创建线程取数据
for (int i = 1; i <=5; i++) {
final int num = i;
new Thread(()->{
myCache.get(num+"");
},String.valueOf(i)).start();
}
}
}
七、读写锁的演变
八、读写锁的降级
示例：
//演示读写锁降级
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) {
//可重入读写锁对象
ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();
ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = rwLock.readLock();//读锁
ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = rwLock.writeLock();//写锁
//锁降级
//1 获取写锁
writeLock.lock();
System.out.println("---write");
//2 获取读锁
readLock.lock();
System.out.println("---read");
//3 释放写锁
//writeLock.unlock();
//4 释放读锁
//readLock.unlock();
}
}
九、小结(重要)
在线程持有读锁的情况下，该线程不能取得写锁(因为获取写锁的时候，如果发现当前的读锁被占用，就马上获取失败，不管读锁是不是被当前线程持有)。
在线程持有写锁的情况下，该线程可以继续获取读锁（获取读锁时如果发现写锁被占用，只有写锁没有被当前线程占用的情况才会获取失败）。
原因: 当线程获取读锁的时候，可能有其他线程同时也在持有读锁，因此不能把获取读锁的线程“升级” 为写锁；
而对于获得写锁的线程，它一定独占了读写锁，因此可以继续让它获取读锁，当它同时获取了写锁和读锁后，还可以先释放写锁继续持有读锁，这样一个写锁就“降级” 为了读锁。