1. Java鎖的種類

　　在筆者面試過程時，經常會被問到各種各樣的鎖，如樂觀鎖、讀寫鎖等等，非常繁多，在此做一個總結。介紹的內容如下：

• 樂觀鎖/悲觀鎖
• 獨享鎖/共享鎖
• 互斥鎖/讀寫鎖
• 可重入鎖
• 公平鎖/非公平鎖
• 分段鎖
• 偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖
• 自旋鎖

　　以上是一些鎖的名詞，這些分類並不是全是指鎖的狀態，有的指鎖的特性，有的指鎖的設計，下面總結的內容是對每個鎖的名詞進行一定的解釋。

1.1 樂觀鎖/悲觀鎖

　　樂觀鎖與悲觀鎖並不是特指某兩種型別的鎖，是人們定義出來的概念或思想，主要是指看待併發同步的角度。

　　樂觀鎖：顧名思義，就是很樂觀，每次去拿資料的時候都認為別人不會修改，所以不會上鎖，但是在更新的時候會判斷一下在此期間別人有沒有去更新這個資料，可以使用版本號等機制。樂觀鎖適用於多讀的應用型別，這樣可以提高吞吐量，在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子變數類就是使用了樂觀鎖的一種實現方式CAS(Compare and Swap 比較並交換)實現的。

　　悲觀鎖：總是假設最壞的情況，每次去拿資料的時候都認為別人會修改，所以每次在拿資料的時候都會上鎖，這樣別人想拿這個資料就會阻塞直到它拿到鎖。比如Java裡面的同步原語synchronized關鍵字的實現就是悲觀鎖。

　　悲觀鎖適合寫操作非常多的場景，樂觀鎖適合讀操作非常多的場景，不加鎖會帶來大量的效能提升。

　　悲觀鎖在Java中的使用，就是利用各種鎖。

　　樂觀鎖在Java中的使用，是無鎖程式設計，常常採用的是CAS演算法，典型的例子就是原子類，通過CAS自旋實現原子操作的更新。

1.1.1 樂觀鎖

　　樂觀鎖總是認為不存在併發問題，每次去取資料的時候，總認為不會有其他執行緒對資料進行修改，因此不會上鎖。但是在更新時會判斷其他執行緒在這之前有沒有對資料進行修改，一般會使用“資料版本機制”或“CAS操作”來實現。

（1） 資料版本機制

　　實現資料版本一般有兩種，第一種是使用版本號，第二種是使用時間戳。以版本號方式為例。

　　版本號方式：一般是在資料表中加上一個資料版本號version欄位，表示資料被修改的次數，當資料被修改時，version值會加一。當執行緒A要更新資料值時，在讀取資料的同時也會讀取version值，在提交更新時，若剛才讀取到的version值為當前資料庫中的version值相等時才更新，否則重試更新操作，直到更新成功。核心SQL程式碼：

1 update table set xxx=#{xxx}, version=version+1 where id=#{id} and version=#{version};
 

（2） CAS操作

　　CAS（Compare and Swap 比較並交換），當多個執行緒嘗試使用CAS同時更新同一個變數時，只有其中一個執行緒能更新變數的值，而其它執行緒都失敗，失敗的執行緒並不會被掛起，而是被告知這次競爭中失敗，並可以再次嘗試。

　　CAS操作中包含三個運算元——需要讀寫的記憶體位置(V)、進行比較的預期原值(A)和擬寫入的新值(B)。如果記憶體位置V的值與預期原值A相匹配，那麼處理器會自動將該位置值更新為新值B，否則處理器不做任何操作。

1.2 悲觀鎖

　　悲觀鎖認為對於同一個資料的併發操作，一定會發生修改的，哪怕沒有修改，也會認為修改。因此對於同一份資料的併發操作，悲觀鎖採取加鎖的形式。悲觀的認為，不加鎖併發操作一定會出問題。

　　在對任意記錄進行修改前，先嚐試為該記錄加上排他鎖（exclusive locking）。

　　如果加鎖失敗，說明該記錄正在被修改，那麼當前查詢可能要等待或者丟擲異常。具體響應方式由開發者根據實際需要決定。

　　如果成功加鎖，那麼就可以對記錄做修改，事務完成後就會解鎖了。

　　期間如果有其他對該記錄做修改或加排他鎖的操作，都會等待我們解鎖或直接丟擲異常。

1.2 獨享鎖/共享鎖

　　獨享鎖是指該鎖一次只能被一個執行緒所持有。

　　共享鎖是指該鎖可被多個執行緒所持有。

　　對於Java ReentrantLock而言，其是獨享鎖。但是對於Lock的另一個實現類ReadWriteLock，其讀鎖是共享鎖，其寫鎖是獨享鎖。

　　讀鎖的共享鎖可保證併發讀是非常高效的，讀寫，寫讀，寫寫的過程是互斥的。

　　獨享鎖與共享鎖也是通過AQS來實現的，通過實現不同的方法，來實現獨享或者共享。

　　對於Synchronized而言，當然是獨享鎖。

1.3 互斥鎖/讀寫鎖

　　上面講的獨享鎖/共享鎖就是一種廣義的說法，互斥鎖/讀寫鎖就是具體的實現。

　　互斥鎖在Java中的具體實現就是ReentrantLock。

　　讀寫鎖在Java中的具體實現就是ReadWriteLock。

1.4 可重入鎖

　　可重入鎖又名遞迴鎖，是指在同一個執行緒在外層方法獲取鎖的時候，在進入內層方法會自動獲取鎖。說的有點抽象，下面會有一個程式碼的示例。

　　對於Java ReetrantLock而言，從名字就可以看出是一個重入鎖，其名字是Re entrant Lock 重新進入鎖。

　　對於Synchronized而言，也是一個可重入鎖。可重入鎖的一個好處是可一定程度避免死鎖。

1 synchronized void setA() throws Exception{
2 　　Thread.sleep(1000);
3 　　setB();
4 }
5 
6 synchronized void setB() throws Exception{
7 　　Thread.sleep(1000);
8 }

　　上面的程式碼就是一個可重入鎖的一個特點。如果不是可重入鎖的話，setB可能不會被當前執行緒執行，可能造成死鎖。

1.5 公平鎖/非公平鎖

　　公平鎖是指多個執行緒按照申請鎖的順序來獲取鎖。

　　非公平鎖是指多個執行緒獲取鎖的順序並不是按照申請鎖的順序，有可能後申請的執行緒比先申請的執行緒優先獲取鎖。有可能，會造成優先順序反轉或者飢餓現象。

　　對於Java ReetrantLock而言，通過建構函式指定該鎖是否是公平鎖，預設是非公平鎖。非公平鎖的優點在於吞吐量比公平鎖大。

　　對於Synchronized而言，也是一種非公平鎖。由於其並不像ReentrantLock是通過AQS的來實現執行緒排程，所以並沒有任何辦法使其變成公平鎖。

1.6 分段鎖

　　分段鎖其實是一種鎖的設計，並不是具體的一種鎖，對於ConcurrentHashMap而言，其併發的實現就是通過分段鎖的形式來實現高效的併發操作。

　　我們以ConcurrentHashMap來說一下分段鎖的含義以及設計思想，ConcurrentHashMap中的分段鎖稱為Segment，它即類似於HashMap（JDK7和JDK8中HashMap的實現）的結構，即內部擁有一個Entry陣列，陣列中的每個元素又是一個連結串列；同時又是一個ReentrantLock（Segment繼承了ReentrantLock）。

　　當需要put元素的時候，並不是對整個hashmap進行加鎖，而是先通過hashcode來知道他要放在哪一個分段中，然後對這個分段進行加鎖，所以當多執行緒put的時候，只要不是放在一個分段中，就實現了真正的並行的插入。

　　但是，在統計size的時候，可就是獲取hashmap全域性資訊的時候，就需要獲取所有的分段鎖才能統計。

　　分段鎖的設計目的是細化鎖的粒度，當操作不需要更新整個陣列的時候，就僅僅針對陣列中的一項進行加鎖操作。

1.7 偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖

　　這三種鎖是指鎖的狀態，並且是針對Synchronized。在Java 5通過引入鎖升級的機制來實現高效Synchronized。這三種鎖的狀態是通過物件監視器在物件頭中的欄位來表明的。

　　偏向鎖是指一段同步程式碼一直被一個執行緒所訪問，那麼該執行緒會自動獲取鎖。降低獲取鎖的代價。

　　輕量級鎖是指當鎖是偏向鎖的時候，被另一個執行緒所訪問，偏向鎖就會升級為輕量級鎖，其他執行緒會通過自旋的形式嘗試獲取鎖，不會阻塞，提高效能。

　　重量級鎖是指當鎖為輕量級鎖的時候，另一個執行緒雖然是自旋，但自旋不會一直持續下去，當自旋一定次數的時候，還沒有獲取到鎖，就會進入阻塞，該鎖膨脹為重量級鎖。重量級鎖會讓他申請的執行緒進入阻塞，效能降低。

1.8 自旋鎖

　　在Java中，自旋鎖是指嘗試獲取鎖的執行緒不會立即阻塞，而是採用迴圈的方式去嘗試獲取鎖，這樣的好處是減少執行緒上下文切換的消耗，缺點是迴圈會消耗CPU。

2.鎖的使用

2.1 預備知識

2.1.1 AQS

　　AbstractQueuedSynchronized 抽象佇列式的同步器，AQS定義了一套多執行緒訪問共享資源的同步器框架，許多同步類實現都依賴於它，如常用的ReentrantLock/Semaphore/CountDownLatch…

　　AQS維護了一個volatile int state(代表共享資源)和一個FIFO執行緒等待佇列（多執行緒爭用資源被阻塞時會進入此佇列）。

　　state的訪問方式有三種：

1 getState()
2 setState()
3 compareAndSetState()

　　AQS定義兩種資源共享方式：Exclusive（獨佔，只有一個執行緒能執行，如ReentrantLock）和Share（共享，多個執行緒可同時執行，如Semaphore/CountDownLatch）。

　　不同的自定義同步器爭用共享資源的方式也不同。自定義同步器在實現時只需要實現共享資源state的獲取與釋放方式即可，至於具體執行緒等待佇列的維護（如獲取資源失敗入隊/喚醒出隊等），AQS已經在頂層實現好了。自定義同步器實現時主要實現以下幾種方法：

1 isHeldExclusively():該執行緒是否正在獨佔資源。只有用到condition才需要去實現它。
2 tryAquire(int):獨佔方式。嘗試獲取資源，成功則返回true，失敗則返回false。
3 tryRelease(int):獨佔方式。嘗試釋放資源，成功則返回true，失敗則返回false。
4 tryAcquireShared(int):共享方式。嘗試獲取資源。負數表示失敗；0表示成功，但沒有剩餘可用資源；正數表示成功，且有剩餘資源。
5 tryReleaseShared(int):共享方式。嘗試釋放資源，如果釋放後允許喚醒後續等待結點返回true，否則返回false。

　　以ReentrantLock為例，state初始化為0，表示未鎖定狀態。A執行緒lock()時，會呼叫tryAcquire()獨佔該鎖並將state+1。此後，其他執行緒再tryAcquire()時就會失敗，直到A執行緒unlock()到state=0（即釋放鎖）為止，其他執行緒才有機會獲取該鎖。當然，釋放鎖之前，A執行緒自己是可以重複獲取此鎖的（state會累加），這就是可重入的概念。但要注意，獲取多少次就要釋放多少次，這樣才能保證state是能回到零態的。

　　再以CountDownLatch為例，任務分為N個子執行緒去執行，state為初始化為N（注意N要與執行緒個數一致）。這N個子執行緒是並行執行的，每個子執行緒執行完後countDown()一次，state會CAS減1。等到所有子執行緒都執行完後（即state=0），會unpark()主呼叫執行緒，然後主呼叫執行緒就會await()函式返回，繼續後餘動作。

　　一般來說，自定義同步器要麼是獨佔方法，要麼是共享方式，他們也只需實現tryAcquire-tryRelease、tryAcquireShared-tryReleaseShared中的一種即可。但AQS也支援自定義同步器同時實現獨佔和共享兩種方式，如ReentrantReadWriteLock。

2.1.2 CAS

　　CAS（Compare and Swap 比較並交換）是樂觀鎖技術，當多個執行緒嘗試使用CAS同時更新同一個變數時，只有其中一個執行緒能更新變數的值，而其他執行緒都失敗，失敗的執行緒並不會被掛起，而是被告知這次競爭中失敗，並可以再次嘗試。

　　CAS操作中包含三個運算元——需要讀寫的記憶體位置（V）、進行比較的預期原值（A）和擬寫入的新值（B）。如果記憶體位置V的值與預期原值A相匹配，那麼處理器會自動將該位置值更新為新值B，否則處理器不做任何操作。無論哪種情況，它都會在CAS指令之前返回該位置的值（在CAS的一些特殊情況下將僅返回CAS是否成功，而不提取當前值）。CAS有效地說明了“我認為位置V應該包含值A；如果包含該值，則將B放到這個位置；否則，不要更改該位置，只告訴我這個位置現在的值即可”。這其實和樂觀鎖的衝突檢查+資料更新的原理是一樣的。

JAVA對CAS的支援：

在JDK1.5中新增java.util.concurrent包就是建立在CAS之上的。相對於synchronized這種阻塞演算法，CAS是非阻塞演算法的一種常見實現。所以java.util.concurrent包中的AtomicInteger為例，看一下在不使用鎖的情況下是如何保證執行緒安全的。主要理解getAndIncrement方法，該方法的作用相當於++i操作。

 1 public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable{
 2 　　private volatile int value;
 3 　　public final int get(){
 4 　　　　return value;
 5 　　}
 6 
 7　　 public final int getAndIncrement(){
 8 　　　　for (;;){
 9 　　　　　　int current = get();
10 　　　　　　int next = current + 1;
11 　　　　　　if (compareAndSet(current, next))
12 　　　　　　return current;
13 　　　　}
14 　　}
15  
16 　　public final boolean compareAndSet(int expect, int update){
17 　　　　return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
18 　　}
19 }

2.2 實戰

2.2.1 synchronized

　　synchronized可重入鎖驗證

 1 public class MyLockTest implements Runnable {
 2     public synchronized void get() {
 3         System.out.println("2 enter thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
 4         //reentrantLock.lock();
 5         System.out.println("3 get thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
 6         set();
 7         //reentrantLock.unlock();
 8         System.out.println("5 leave run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
 9     }
10 
11     public synchronized void set() {
12         //reentrantLock.lock();
13         System.out.println("4 set thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
14         //reentrantLock.unlock();
15     }
16 
17     @Override
18     public void run() {
19         System.out.println("1 run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
20         get();
21     }
22 
23     public static void main(String[] args) {
24         MyLockTest test = new MyLockTest();
25         for (int i = 0; i < 10; i++) {
26             new Thread(test, "thread-" + i).start();
27         }
28     }
29 
30 }

執行結果

 1 1 run thread name-->thread-0
 2 2 enter thread name-->thread-0
 3 3 get thread name-->thread-0
 4 1 run thread name-->thread-1
 5 1 run thread name-->thread-2
 6 4 set thread name-->thread-0
 7 5 leave run thread name-->thread-0
 8 1 run thread name-->thread-3
 9 2 enter thread name-->thread-2
10 3 get thread name-->thread-2
11 4 set thread name-->thread-2
12 5 leave run thread name-->thread-2
13 2 enter thread name-->thread-1
14 3 get thread name-->thread-1
15 4 set thread name-->thread-1
16 5 leave run thread name-->thread-1
17 2 enter thread name-->thread-3
18 3 get thread name-->thread-3
19 4 set thread name-->thread-3
20 5 leave run thread name-->thread-3
21 1 run thread name-->thread-5
22 2 enter thread name-->thread-5
23 3 get thread name-->thread-5
24 4 set thread name-->thread-5
25 5 leave run thread name-->thread-5
26 1 run thread name-->thread-7
27 1 run thread name-->thread-6
28 2 enter thread name-->thread-7
29 3 get thread name-->thread-7
30 4 set thread name-->thread-7
31 1 run thread name-->thread-4
32 5 leave run thread name-->thread-7
33 1 run thread name-->thread-8
34 2 enter thread name-->thread-8
35 3 get thread name-->thread-8
36 4 set thread name-->thread-8
37 5 leave run thread name-->thread-8
38 1 run thread name-->thread-9
39 2 enter thread name-->thread-4
40 3 get thread name-->thread-4
41 4 set thread name-->thread-4
42 5 leave run thread name-->thread-4
43 2 enter thread name-->thread-6
44 3 get thread name-->thread-6
45 4 set thread name-->thread-6
46 5 leave run thread name-->thread-6
47 2 enter thread name-->thread-9
48 3 get thread name-->thread-9
49 4 set thread name-->thread-9
50 5 leave run thread name-->thread-9

　　get()方法中順利進入了set()方法，說明synchronized的確是可重入鎖。分析列印Log，thread-0先進入get方法體，這個時候thread-1、thread-2、thread-3等待進入，但當thread-0離開時，thread-2卻先進入了方法體，沒有按照thread-1、thread-2、thread-3的順序進入get方法體，說明sychronized的確是非公平鎖。而且在一個執行緒進入get方法體後，其他執行緒只能等待，無法同時進入，驗證了synchronized是獨佔鎖。

2.2.2 ReentrantLock

　　ReentrantLock既可以構造公平鎖又可以構造非公平鎖，預設為非公平鎖，將上面的程式碼改為用ReentrantLock實現，再次執行。

 1 import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
 2 
 3 public class MyLockTest implements Runnable {
 4 
 5     private ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();
 6 
 7     public void get() {
 8         System.out.println("2 enter thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
 9         reentrantLock.lock();
10         System.out.println("3 get thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
11         set();
12         reentrantLock.unlock();
13         System.out.println("5 leave run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
14     }
15 
16     public void set() {
17         reentrantLock.lock();
18         System.out.println("4 set thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
19         reentrantLock.unlock();
20     }
21 
22     @Override
23     public void run() {
24         System.out.println("1 run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
25         get();
26     }
27 
28     public static void main(String[] args) {
29         MyLockTest test = new MyLockTest();
30         for (int i = 0; i < 10; i++) {
31             new Thread(test, "thread-" + i).start();
32         }
33     }
34 
35 }

執行結果

 1 1 run thread name-->thread-0
 2 2 enter thread name-->thread-0
 3 1 run thread name-->thread-1
 4 2 enter thread name-->thread-1
 5 3 get thread name-->thread-0
 6 4 set thread name-->thread-0
 7 1 run thread name-->thread-3
 8 2 enter thread name-->thread-3
 9 3 get thread name-->thread-3
10 4 set thread name-->thread-3
11 5 leave run thread name-->thread-3
12 1 run thread name-->thread-4
13 2 enter thread name-->thread-4
14 3 get thread name-->thread-4
15 4 set thread name-->thread-4
16 5 leave run thread name-->thread-4
17 1 run thread name-->thread-5
18 2 enter thread name-->thread-5
19 3 get thread name-->thread-5
20 4 set thread name-->thread-5
21 5 leave run thread name-->thread-5
22 1 run thread name-->thread-7
23 2 enter thread name-->thread-7
24 3 get thread name-->thread-7
25 4 set thread name-->thread-7
26 5 leave run thread name-->thread-7
27 5 leave run thread name-->thread-0
28 3 get thread name-->thread-1
29 4 set thread name-->thread-1
30 5 leave run thread name-->thread-1
31 1 run thread name-->thread-2
32 2 enter thread name-->thread-2
33 3 get thread name-->thread-2
34 4 set thread name-->thread-2
35 5 leave run thread name-->thread-2
36 1 run thread name-->thread-9
37 2 enter thread name-->thread-9
38 3 get thread name-->thread-9
39 4 set thread name-->thread-9
40 5 leave run thread name-->thread-9
41 1 run thread name-->thread-6
42 1 run thread name-->thread-8
43 2 enter thread name-->thread-8
44 3 get thread name-->thread-8
45 4 set thread name-->thread-8
46 5 leave run thread name-->thread-8
47 2 enter thread name-->thread-6
48 3 get thread name-->thread-6
49 4 set thread name-->thread-6
50 5 leave run thread name-->thread-6

的確如其名，可重入鎖，當然預設的確是非公平鎖。thread-0持有鎖期間，thread-1等待擁有鎖，當thread-0釋放鎖時thread-3先獲取到鎖，並非按照先後順序獲取鎖的。將其構造為公平鎖，看看執行結果是否符合預期。檢視原始碼構造公平鎖很簡單，只要在構造器傳入boolean值true即可。

1     /**
2      * Creates an instance of {@code ReentrantLock} with the
3      * given fairness policy.
4      *
5      * @param fair {@code true} if this lock should use a fair ordering policy
6      */
7     public ReentrantLock(boolean fair) {
8         sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
9     }

修改上面例程的程式碼構造方法為：

1 ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(true);

ReentrantLock實現公平鎖。

 1 import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
 2 
 3 public class MyLockTest implements Runnable {
 4 
 5     private ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(true);
 6 
 7     public void get() {
 8         System.out.println("2 enter thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
 9         reentrantLock.lock();
10         System.out.println("3 get thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
11         set();
12         reentrantLock.unlock();
13         System.out.println("5 leave run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
14     }
15 
16     public void set() {
17         reentrantLock.lock();
18         System.out.println("4 set thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
19         reentrantLock.unlock();
20     }
21 
22     @Override
23     public void run() {
24         System.out.println("1 run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
25         get();
26     }
27 
28     public static void main(String[] args) {
29         MyLockTest test = new MyLockTest();
30         for (int i = 0; i < 10; i++) {
31             new Thread(test, "thread-" + i).start();
32         }
33     }
34 
35 }

執行結果

 1 1 run thread name-->thread-0
 2 2 enter thread name-->thread-0
 3 3 get thread name-->thread-0
 4 1 run thread name-->thread-2
 5 2 enter thread name-->thread-2
 6 4 set thread name-->thread-0
 7 1 run thread name-->thread-3
 8 2 enter thread name-->thread-3
 9 1 run thread name-->thread-1
10 2 enter thread name-->thread-1
11 1 run thread name-->thread-5
12 2 enter thread name-->thread-5
13 3 get thread name-->thread-2
14 4 set thread name-->thread-2
15 5 leave run thread name-->thread-2
16 5 leave run thread name-->thread-0
17 3 get thread name-->thread-3
18 4 set thread name-->thread-3
19 5 leave run thread name-->thread-3
20 1 run thread name-->thread-9
21 2 enter thread name-->thread-9
22 3 get thread name-->thread-1
23 4 set thread name-->thread-1
24 5 leave run thread name-->thread-1
25 3 get thread name-->thread-5
26 4 set thread name-->thread-5
27 5 leave run thread name-->thread-5
28 3 get thread name-->thread-9
29 4 set thread name-->thread-9
30 5 leave run thread name-->thread-9
31 1 run thread name-->thread-6
32 2 enter thread name-->thread-6
33 3 get thread name-->thread-6
34 4 set thread name-->thread-6
35 1 run thread name-->thread-7
36 5 leave run thread name-->thread-6
37 2 enter thread name-->thread-7
38 3 get thread name-->thread-7
39 4 set thread name-->thread-7
40 5 leave run thread name-->thread-7
41 1 run thread name-->thread-4
42 2 enter thread name-->thread-4
43 3 get thread name-->thread-4
44 1 run thread name-->thread-8
45 2 enter thread name-->thread-8
46 4 set thread name-->thread-4
47 5 leave run thread name-->thread-4
48 3 get thread name-->thread-8
49 4 set thread name-->thread-8
50 5 leave run thread name-->thread-8

　　公平鎖在多個執行緒想要同時獲取鎖的時候，會發現再排隊，按照先來後到的順序進行。

2.2.3 ReentrantReadWriteLock

 　　讀寫鎖的效能都會比排他鎖要好，因為大多數場景讀是多於寫的。在讀多於寫的情況下，讀寫鎖能夠提供比排它鎖更好的併發性和吞吐量。Java併發包提供讀寫鎖的實現是ReentrantReadWriteLock。

 1 import java.util.HashMap;
 2 import java.util.Map;
 3 import java.util.concurrent.locks.Lock;
 4 import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
 5 
 6 public class MyLockTest {
 7 
 8     public static void main(String[] args) {
 9         for (int i = 0; i < 10; i++) {
10             new Thread(new Runnable() {
11                 @Override
12                 public void run() {
13                     Cache.put("key", new String(Thread.currentThread().getName() + " joke"));
14                 }
15             }, "threadW-" + i).start();
16             new Thread(new Runnable() {
17                 @Override
18                 public void run() {
19                     System.out.println(Cache.get("key"));
20                 }
21             }, "threadR-" + i).start();
22             new Thread(new Runnable() {
23                 @Override
24                 public void run() {
25                     Cache.clear();
26                 }
27             }, "threadC-" + i).start();
28         }
29     }
30 }
31 
32 class Cache {
33     static Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
34     static ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
35     static Lock r = rwl.readLock();
36     static Lock w = rwl.writeLock();
37 
38     // 獲取一個key對應的value
39     public static final Object get(String key) {
40         r.lock();
41         try {
42             System.out.println("get " + Thread.currentThread().getName());
43             return map.get(key);
44         } finally {
45             r.unlock();
46         }
47     }
48 
49     // 設定key對應的value，並返回舊有的value
50     public static final Object put(String key, Object value) {
51         w.lock();
52         try {
53             System.out.println("put " + Thread.currentThread().getName());
54             return map.put(key, value);
55         } finally {
56             w.unlock();
57         }
58     }
59 
60     // 清空所有的內容
61     public static final void clear() {
62         w.lock();
63         try {
64             System.out.println("clear " + Thread.currentThread().getName());
65             map.clear();
66         } finally {
67             w.unlock();
68         }
69     }
70 }

執行結果

 1 put threadW-0
 2 clear threadC-1
 3 put threadW-1
 4 get threadR-1
 5 threadW-1 joke
 6 put threadW-2
 7 get threadR-0
 8 threadW-2 joke
 9 clear threadC-0
10 get threadR-2
11 null
12 clear threadC-4
13 clear threadC-2
14 clear threadC-3
15 put threadW-4
16 put threadW-3
17 get threadR-3
18 threadW-3 joke
19 put threadW-5
20 get threadR-4
21 threadW-5 joke
22 clear threadC-5
23 put threadW-6
24 put threadW-7
25 get threadR-7
26 threadW-7 joke
27 get threadR-5
28 threadW-7 joke
29 get threadR-6
30 threadW-7 joke
31 clear threadC-6
32 clear threadC-7
33 put threadW-8
34 clear threadC-8
35 put threadW-9
36 get threadR-9
37 threadW-9 joke
38 clear threadC-9
39 get threadR-8
40 null

可看到普通HashMap在多執行緒中資料可見性正常。

參考資料：

https://blog.csdn.net/tyyj90/article/details/78236053