文章目录

• 问题来源
• 什么叫锁
• 为什么会有锁
• 私有制和公有制
• 资源的稀缺和充足
• 保证隐私
• 僧多肉少
• 为什么会有锁
• 都有什么样的锁
• 讲不讲素质要不要排队—公平锁和非公平锁
• 虽然很多人排队，但里边未必没有坑位—乐观锁和悲观锁
• 进了大门，能不能直接进入具体坑位—可重入锁和不可重入锁
• 一个坑位只能蹲一个人，那坑位外边的洗手区呢—共享锁和排他锁
• 要不要一直排队等，还是先去旁边抽根烟—自旋锁和适应性自旋锁
• 有没有开不了的锁
• 那些被忽略的锁
• final关键字
• volatile关键字
• public、private、protected
• 神图：公厕示意图

问题来源

• 还是有一次面试呀，人家就问我：说说锁的实现原理吧。 我当时的反应就是：小朋友，你是不是有很多的问号？第一反应，可以用某某某的一首某某歌的词来形容：最想说的话，我该从何说起，你是不是也像我一样在想呢？
• 说说为什么我会有点懵逼的感觉吧。第一：在我理解，什么叫原理，就是原始的理论或者最初的道理。一个原理可以约等于一种理念，是不管谁拿着这个原理，都可以撸出一种实现的。道理只有一个，但实现方式千千万万。第二：虽说面试的时候，前提讨论背景是Java语言环境，但即使是Java里边的锁，也分很多的吧。常见通俗的，就说Synchronized关键字实现的是不是一种锁？ReentrantLock实现的是不是一种锁？ReadWriteLock实现的又是不是一种锁？第三：就上边说的这三种，在我看来也是不同类型范围的锁的不同实现方式，万万达不到原理层面。 PS：我后来知道了，他是想让我说Synchronized是怎么实现的。
• 昨天还跟一个朋友说起这个事儿，他是觉得我有点较真了，面试的时候，就是要说出对方想听的，然后大家都认可的答案。说来也奇怪，我问他：来来来，我们说说Java里边锁的实现原理吧？哇塞，他就立马开始说Synchronized的什么monitorenter和monitorexit指令，什么flag的ACC_SYNCHRONIZED标志了。我也很懵了，或许是我真的太固执吧。只是内心深处，私以为：概念、原理性的东西，一定要是清晰明确的，不能混为一谈。后来说着说着我也不想多说，就再问了朋友一个问题：好，你说了那么多非常的好，再问你一个问题：为什么会有锁？ 至此，我把天聊死了。 其实，我还有好多问题呢：有无所谓的万能锁？锁的作用是啥？怎么实现自己的锁？在A场景到底需不需要锁，为什么需要锁，需要什么样的锁？ 多说无益，我终究是又把天聊死了。

什么叫锁

• 《辞源》曰：“锁，古谓之键，今谓之锁。”《辞海》解释为：“必须用钥匙方能开脱的封缄器”。 再纵观历史，锁的产生，伴随着私有制的产生。不知道有么有童鞋记得中学的一篇文章《礼记-大同》中的“故外户而不闭“，不闭，咱们可以理解为不加锁的意思。
• 想一下，为什么家里的们要上锁？或者说是自己的笔记本要加开机密码—我认为设置密码，本质上就是加锁？ 什么情况没有锁，换种说法是：什么情况不必有锁？

为什么会有锁

私有制和公有制

• 回到《大同》篇，人们之所以不必户，因为是大同社会呀。什么是大同社会，天下为公，就是资源是大家的，没有人有权利或者有必要把某个东西加锁。PS：额，有点类似共产主义哈。但如果用个Java关键词来说的话，大同就是public。

资源的稀缺和充足

• 想象一下我们的家为什么会有锁？怕贼偷啊，他把东西偷了，我就没有了，他富我穷。那人为什么要偷东西呢？因为他没有自己的资源。或者说资源只有一份，你现在搁家里锁起来，就意味着我没办法拥有，好东西谁都想要。但如果，资源很充足呢？就跟咱们常说的，现在有些人在路上看见一块钱，都不带弯腰去捡的，这时候敞开了送都不要，还搞个锁干啥使呢？

保证隐私

• 其实生活中还有一种情况，比如说：小姑娘在家换衣服，明明大门是锁了的，为什么还要把自己房间的们也锁上？所以有时候加锁，也因为需要很强的隐私性，我在一个空间里干了什么我不希望别人知道。

僧多肉少

• 这一点和第二点有些许不同。就是说，尽管资源很稀缺，现在手里就只有1两二师兄的肉肉，但你确定全世界就只有你一个人而已，这时候需要锁吗？就跟班里只有一个学生一样，你永远都是第一。

为什么会有锁

• 因为有些人惦记我的美貌，并想据为己有。 要么加锁藏起来保证我独自私有，要么干掉”有些人“。当我不能手染血腥”杀进程、杀线程“的时候，我只能把我自己lock起来了。PS：真要说起来，加锁是一种牺牲自己，保护别人的手段。

都有什么样的锁

• 事已至此，我要祭出大招了。请看文章结尾的图，公厕示意图。PS：历史中的博客有说过为啥我一贴图就是祭出大招。

讲不讲素质要不要排队—公平锁和非公平锁

• 大家都排着队上厕所，你说你实在很急，得了，有人能憋有人憋不得。或者有个孕妇炎炎烈日站着排队，你说这时候让不让这些很急或者很需要被照顾的人排到第一个去呢？ 不让就是公平锁，管你什么呢，大家统一排队，先到先蹲坑。让了就是非公平锁，各凭本事，有些人可能来了2小时都没个坑位，有些人刚来就有坑位了。比如：ReetrantLock通过构造函数指定其的公平性，如果是公平的，那么所有的线程都加入队列中等待，先进先出。Synchronized是非公平的，没有那么个队列呀，大家来了就到门口抢呗，谁狠谁蹲坑。

虽然很多人排队，但里边未必没有坑位—乐观锁和悲观锁

• 就跟上厕所一样的，有时候根本就是下意识的看着很多人排着队，然后就以为是里边没有坑位了，然后自己还默默的加入到队伍后边，排呀排呀。突然有一个人没排队进去了，然后又XXX了一会子开门出来了。哈哈哈，其实很可能通用坑位没人用啊。或者大家都排着队想去洗洗小手，或者排队的都是女同胞，其实作为男同胞的你是有专属坑位的。Synchronized是悲观的，只要有人从大门进去了，里边就一定没有坑位了。CAS认为是乐观的，先去看看再说，有人就老实排着，没人就蹲坑。在Java里边的话，用各种锁，不仅限于Synchronized，都是一种悲观的态度，总有刁民想害朕，朕先搞把锁把自己保护起来。而无锁编程则是乐观的，虽说总有刁民想害朕，但等他来害我的时候，我再把他打死，平常我就专心练我的绝世神功。

进了大门，能不能直接进入具体坑位—可重入锁和不可重入锁

• ReetrantLock和Synchronized都是可重入锁。如图所示，一共3个坑位，钥匙有3把，只要你拿到大门的钥匙，就可以进去蹲坑。可重入锁很有好处的耶，试想一下，当你兴高采烈拿到大门钥匙的时候，总觉得下一秒就可以冲进去蹲坑，谁知道，里边的坑位还有锁，并且里边还排着一堆人，这时候，只能说你完了，完了，尿裤子了，等”si“吧，女票在外边等那么久都等不着你，等待超时，女票远走。哦豁，都完了。

一个坑位只能蹲一个人，那坑位外边的洗手区呢—共享锁和排他锁

• 一个坑位只能蹲一个人，你蹲了，我就不能蹲。但洗手区，你可以洗，我可以洗，他可以洗，咱们可以一起洗。ReentrantLock和Synchronized是排他的，我占了这个坑位，你就只能等着。但ReadWriteLock不同。虽然我拿了大门钥匙，但我只独占坑位，其他人想蹲坑需要等待，但只想洗洗小手的话，则大胆的往前走就阔以了。所以也会经常发些，公厕常理来说是不关大门甚至没有大门锁的，只是每个坑位才有关门和开门的概念。

要不要一直排队等，还是先去旁边抽根烟—自旋锁和适应性自旋锁

• 自旋锁，就是你看着有人排队，然后你一直在队伍里边排着，直到你等到了一个坑位，然后离开。炎炎烈日或者凛冽寒风，可怜的你就站在队伍里排着，很消耗生命体能的。在程序里应该是耗费CPU吧，但也有好处，就是你可以第一时间拿到坑位。适应性自旋锁，举个栗子吧：你现在看见有3个人进入大门进了小坑位了，这时候，突然有一个人出来洗小手手，但是突然她又进去蹲坑了—传说中的偏向锁。这个时候是个人都会在这等的吧，希望就在不远的前方了。—据说是轻量级的锁。但是，万万没想到啊，这人也是蹲坑界的王者，你都等30分钟了，还没有出来。等个鬼，咱不等了。然后大喊一声：里边的勇士，假如出坑了，请大喊一声有坑位了，小的立马就来。——好像是重量级的锁。这时候，有好处也有坏处。好处就是不用一直站着等啊，坏处就是得来回跑，其实哪个耗费体能多，还真说不准，看等待的时间长短吧。

有没有开不了的锁

• 不知道有缘路过的众位勇士有木有经历过这么一个名场面。厕所里边的人出不来，厕所外边的人进不去，大家一直在吵吵，有些本来想蹲坑后来又不想的人被困在里边，有些本来只是进去洗个小手手的人，也被困在里边。我是在春运的时候，在火车站经历了N次这样的名场面。这其实，就是一把开不了的锁。而且除了有坑位的门这种有形的锁，还有想挤出来的人，和想挤进去的人之间形成的无形的锁。也再次说明，锁是一个抽象概念，不是一个具体的实物。在Java编码中也是一样的，并不一定是咱们声明了一把锁，比如用个Synchronized或者别的啥啥啥，才会有锁的出现。比如说你明明就没有声明锁呀，结果整个进程都形成死锁了。所以，但凡有资源竞争的地方，都不是挂了一把锁，才有锁的，锁是个保护机制。
• 从原则上说，没有开不了的锁，也没有一定要开的锁。根据加锁的不同目的，和获取锁的不同目的，可以有分别不同的行为。问题是：是否愿意放弃被锁住的东西？是否愿意去保护被锁住的东西？被锁住的东西是否能有个完美的替换品？但一个线程一定要完整获取被锁住的那个东西时，而锁住东西的那个线程不愿意放手时，这就是一把开不了的锁—死锁。形成死锁的四个条件：互斥条件、请求与保持条件、 不剥夺条件、循环等待条件。对于编程而言是锁，是死锁。对于人而言，就是结，死结。只要愿意有任意一方任意一个环节作出让步，都不会有开不了的锁。

那些被忽略的锁

• 难道只有Synchronized、ReentrantLock这呀那的才算是锁吗？那CAS也没个锁的意思，可也还是锁呀。所以锁终归只是一种抽象的东西，只是一种约定：我上了锁，大家都不许破坏争抢。有将约定实体化的，也有放得开看得透不搞锁的。

final关键字

• final关键字修饰的类、方法、变量，不允许被修改。什么不能被继承啊，什么不能被重写可以重载呀，咱们都先不说。这个关键字，真是太大气也太慈悲了，为什么这么说呢，这资源是我的呀，我插上旗帜落下我自己的记号已经成为我独有的了。我本可以通过围栅栏，加锁的方式让其他人都得不到。但是，我把资源加上保护罩，公开陈列展出，允许你看，允许你用，甚至允许你山寨，只要你不破坏我原来的样子就可以了。像String，Integer、Array、Math等，我所有的好东西，大家谁都可以看看，拿着用。有时候，我们为什么要加锁，不过就是因为我不希望属于我的东西，被别人改动破坏。所以，保证私有，有时候的本质目的其实是保证不可变就阔以了。

volatile关键字

• 如果说final关键字大气又慈悲，volatile关键字就跟个慈善家似的。别人家的公厕只能在外边排队等，但volatile家的允许你进去洗手区域等。一旦有人出坑，你立马就可以进去。而不是像排队在外边的人一样，就算有人出了坑位在洗手，他也依然在等待，甚至是以为里边没有可用坑位而原地爆炸。volatile是个善良的人，但善良的人也会有底线，底线就是：当一个人想进，一个人想出的时候，必须先出才能进，传说中的指令重排。要说这个关键字没有锁么？不见得。如果没有锁，为什么必须先出才能再进呢？只是锁的不那么明显。

public、private、protected

• 这些访问控制关键字，从对自己所持资源的开放程度来说，也能是不同程度的锁。不想说了，突然很困，睡觉来着的。

神图：公厕示意图