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多线程透析-锁基本概念

知道多线程的基本上都知道锁这个东西，现在就来详细说下锁的概念。

先不说直接说锁的概念，老样式还是举例分析下：

举个例子：小明需要上厕所，如果厕所没有人，小明就直接去蹲坑了，这里就类似与小明是一个线程A，厕所是共享资源count。

现在第二个人小华来了 也要上厕所，但是小明并没有结束怎么办呢？

方式一：小华就等呗，来回打转，不停的去看看小明结束没，一旦结束了我立马进去。 方式二：小明防止别人硬上，就在厕所上上一把锁，小华看见被锁住了，只能在一边坐着等着，等锁开了，再进去。

上面两种情况很好理解，恰好线程中锁也是这样。

锁：用于多线程对共享资源竞争时，保证资源的一致性和操作的原子性。

什么意思呢？

很好理解，共享资源竞争，就是小明、小华对厕所的竞争。操作的原子性就是保证其中一个人在操作的时候，不能被打断。 原子性:线程执行时，不被打断。

锁的处理方式：

1.轻量级锁（没有真正的锁 | 自旋锁）：就是当共享资源被占用时，其他资源处于自旋状态，频繁的去访问资源是否被持有。如果资源依旧处于被占用状态，就一直自旋，知道资源被释放，底层原理CAS（下篇介绍）。因为该方式没有本质上加上锁就不需要请求OS操作系统，这样效率会更高，所以被称为轻量级锁（对应方式一，是不是很好好理解）**

2.重量级锁：加上锁，线程必须等待另一个线程释放锁，才能使用资源，如果锁未释放，则该线程会处于等待状态，不需要自旋。

那么轻量级锁和重量级锁哪个更好呢？

要想知道这个需要补充几个知识：

1. 用户态 和 内核态

2. CPU调度线程过程

第1点：用户态 和 内核态（上面文章有介绍）

内核态（Kernel Mode）：运行操作系统程序，操作硬件

用户态（User Mode）：运行用户程序

什么意思呢？

通过上面的介绍很容易知道，轻量级锁就是程序级别的运行，因为它这是采用频繁的自旋访问过程。所以它属于用户态线程。

而重量级锁在锁被占用的时候，被加入到OS的等待队列中，等待OS的CFS调度机制调度，这个上面文章我们已经透析过了CPU调度多线程的一个过程。这个属于内核态线程，它需要与操作系统打交道，需要切换到内核态，而这个过程正是一个会消耗效率的过程，都是因为在等待过程中不会自旋，就不会消耗CPU。

现在问题来了，是不是轻量级锁效率一定比重量级锁高呢？

哦服阔斯闹特，想一想，轻量级锁采用自旋的方式，频繁请求，那如果线程很多很多的情况下，很多线程都处于长时间或者无线自旋的状态，都在频繁的请求，CPU就会被大大消耗，最终甚至崩溃。而重量级锁就不会消耗CPU。这个时候显然重量级锁会更好。 要是在很少线程的时候，线程自旋很少次数，就会可以结束，这样就大大提高了效率，因为不用更操作系统打交道。

所以轻量级效率不一定大于重量级 （主要看线程执行时间）

给一个锁的分类图：

下一篇正好透析下，synchronize锁，会讲到自旋锁的机制。

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