谁用锁使用锁

为什么加锁？

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面试中有很多时候会问到，为什么加锁？加锁是起到什么作用？

而实际上在我们的开发过程中会出现并发的情况，比如说两个人几乎同时点击了某一个按钮，这个时候就可以简单的理解成并发，那么到底谁先谁后？ 程序中就很可能出现错误，当资源出现共享的时候，就会开始涉及到并发了，这个时候我们就可能会用到锁了，来锁住某一个资源，等我用过之后，你才能动。 这就是为什么使用锁。

锁的分类

公平锁/非公平锁

可重入锁

独享锁/共享锁

互斥锁/读写锁

乐观锁/悲观锁

分段锁

偏向锁/轻量级锁/重量级锁

自旋锁

第一次分享，我们就先说这个公平锁和非公平锁。之后会在后序的文章中继续解析！

何为公平？何为非公平？在我们日常生活中的理解不就是对等的就是公平，不对等的就是不公平？ 其实差不多的。

公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁

非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。有可能，会造成优先级反转或者饥饿现象。

在JAVA的代码中什么是公平锁什么又是非公平的锁呢？

一种是使用Java自带的关键字synchronized对相应的类或者方法以及代码块进行加锁，

而另一种是ReentrantLock，前者只能是非公平锁，而后者是默认非公平但可实现公平的一把锁。

上面的类图看起来很不舒服，因为关于ReentrantLock这个锁，确实是没有很好的配图，我们可以自己画出来理解一下

我们先看非公平锁，我画图大家理解一下，就像公共厕所，不要嫌弃恶心，但是绝对容易理解

上面这幅图，加入说图中的管理员是Lock，然后现在A来了，说我要去厕所，这时候管理员一看，厕所没人，那好你进去把，然后A就进去了。

这个时候WC里面是有A的，正在进行式，这时候B来了，B也想去厕所

但是这个时候WC里面是有A的，然后管理员Lock看了一下，里面有人，排队把。。。

然后这B就得憋着，去进入队列去排队，然后又来了个C，这时候A还在里面，C只能也去排队，

就是这个样子的

这时候又过了一小会来了个D，也想去WC，这时候A恰好结束了，

这时候非公平锁就上场了，Lock管理员一看，里面没人，D你进去把，这时候就是这样的。

自旋锁与互斥锁

自旋锁:

是一种用于保护多线程共享资源的锁，与一般互斥锁(mutex)不同之处在于当自旋锁尝试获取锁时以忙等 待(busy waiting)的形式不断地循环检查锁是否可用。当上一个线程的任务没有执行完毕的时候(被锁住)， 那么下一个线程会一直等待(不会睡眠)，当上一个线程的任务执行完毕，下一个线程会立即执行。

在多 CPU 的环境中，对持有锁较短的程序来说，使用自旋锁代替一般的互斥锁往往能够提高程序的性能。

互斥锁:

当上一个线程的任务没有执行完毕的时候(被锁住)，那么下一个线程会进入睡眠状态等待任务执行完毕， 当上一个线程的任务执行完毕，下一个线程会自动唤醒然后执行任务。

总结:

自旋锁会忙等: 所谓忙等，即在访问被锁资源时，调用者线程不会休眠，而是不停循环在那里，直到被锁 资源释放锁。

互斥锁会休眠: 所谓休眠，即在访问被锁资源时，调用者线程会休眠，此时 cpu 可以调度其他线程工 作。直到被锁资源释放锁。此时会唤醒休眠线程。

优缺点:

自旋锁的优点在于，因为自旋锁不会引起调用者睡眠，所以不会进行线程调度，CPU 时间片轮转等耗时操 作。所有如果能在很短的时间内获得锁，自旋锁的效率远高于互斥锁。

缺点在于，自旋锁一直占用 CPU，他在未获得锁的情况下，一直运行--自旋，所以占用着 CPU，如果不 能在很短的时 间内获得锁，这无疑会使 CPU 效率降低。自旋锁不能实现递归调用。

自旋锁:atomic、OSSpinLock、dispatch_semaphore_t

互斥锁:pthread_mutex、@ synchronized、NSLock、NSConditionLock 、NSCondition、NSRecursiveLock

锁的归类

条件锁:就是条件变量，当进程的某些资源要求不满足时就进入休眠，也就

是锁住了。当资源被分配到了，条件锁打开，进程继续运行

NSCondition

NSConditionLock

递归锁:就是同一个线程可以加锁N次而不会引发死锁

NSRecursiveLock

pthread_mutex(recursive)

信号量(semaphore):是一种更高级的同步机制，互斥锁可以说是

semaphore在仅取值0/1时的特例。信号量可以有更多的取值空间，用来实

现更加复杂的同步，而不单单是线程间互斥。

dispatch_semaphore

其实基本的锁就包括了三类 自旋锁 互斥锁 读写锁，

其他的比如条件锁，递归锁，信号量都是上层的封装和实现!

读写锁

读写锁适合于对数据结构的读次数比写次数多得多的情况. 因为, 读模式锁定时可以共享, 以写模式锁住时意味

着独占, 所以读写锁又叫共享-独占锁.

int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);

int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock)

成功则返回0, 出错则返回错误编号.

同互斥量以上, 在释放读写锁占用的内存之前, 需要先通过pthread_rwlock_destroy对读写锁进行清理工作, 释

放由init分配的资源.

int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

成功则返回0, 出错则返回错误编号.

这3个函数分别实现获取读锁, 获取写锁和释放锁的操作. 获取锁的两个函数是阻塞操作, 同样, 非阻塞的函数为:

int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

成功则返回0, 出错则返回错误编号.

非阻塞的获取锁操作, 如果可以获取则返回0, 否则返回错误的EBUSY

互斥读写作用

读写锁是针对于读写操作的互斥锁。它与普通的互斥锁最大的不同是，它可以分别针对读操作和写操作进行锁定和解锁操作。读写锁遵循的访问控制规则与互斥锁有所不同。在读写锁管辖的范围内，它允许任意个读操作的同时进行。但在同一时刻，它只允许有一个写操作在进行。并且，在某一个写操作被进行的过程中

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