并发编程三要素

• 原子性
  • 一个不可再被分割的颗粒，原子性指的是一个操作要么全部执行成功要么全部执行失败。
  • 期间不能被中断，也不存在上下文切换，线程切换会带来原子性问题。

什么是上下文切换：上下文切换是指CPU从一个线程转到另一个线程时，需要保存当前线程的上下文状态，恢复另一个线程的上下文状态，以便于以下次恢复执行该线程时能够正确地运行。
在多线程编程中，上下文切换是一种常见的操作，上下文切换通常是指在一个CPU上，由于多个线程共享CPU时间片，当一个线程的时间片用完后，需要切换到另一个线程运行。此时需要保存当前线程的状态信息，包括程序计数器、寄存器、栈指针等，以便下次继续执行该线程时候能够恢复到正确的执行状态。同时，需要将切换到的线程的状态信息回复，以便于该线程能够正确运行。

• 有序性
  • 程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行，因为处理器可能会对指令进行重排序。

举个例子：1.创建订单 2.减少库存 3.创建物流订单，重排序可能会不按照123去执行，而是312执行。

• 可见性
  • 一个线程A对共享变量的修改，另一个线程B能够立刻看到

常见的锁种类

• 悲观锁
  • 当线程去操作数据的时候，总认为别的线程回去修改数据，所以每次它拿数据的时候都会上锁，别的线程去拿数据的时候就会阻塞，比如synchronized、ReentrantLock
• 乐观锁
  • 每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，更新的时候会判断是别人是否回去更新数据，通过版本来判断。
  • 如果数据被修改了就拒绝更新，比如CAS就是乐观锁，但严格来说并不是锁，通过原子性来保证数据的同步
  • 比如数据库的乐观锁，通过版本控制来实现，乐观的认为在数据更新期间没有其他线程影响。

悲观锁适合写操作多的场景，乐观锁适合读操作的场景，乐观锁的吞吐量会比悲观锁多。

• 公平锁

  • 指多个线程按照申请的顺序来获取锁，简单来说，如果一个线程组里，能保证每个线程都能拿到锁。
  • 比如ReentrantLock(底层是同步队列FIFO:First Input First Output来实现)

• 非公平锁

  • 获取锁的方式是锁机获取的，保证不了没哥线程都能拿到锁，也就是存在有线程饿死，一直拿不到锁。
  • 比如synchronized、ReentrantLock

• 独享锁(互斥锁)

  • 也叫他排它锁/写锁/独占锁/独享锁/该锁每一次只能被一个线程所持有，枷锁后任何线程试图再加锁的线程会被阻塞直到当前线程解锁。例如：线程A对data1加上排他锁，则其他线程不能再对data1加任何类型的锁。
  • 获得互斥锁的线程即能读数据又能修改数据

• 共享锁

  • 也叫S锁/读锁，你那个查看但无法修改和删除的一种数据锁，加锁后其他用户可以并发读取，查询数据但不能修改、增加、删除数据，该锁可被多个线程所持有，用于资源数据共享。

• 可重入锁

  • 也叫递归锁，在外层使用锁之后，在内存仍然可以使用，并且不发生死锁

• 不可重入锁

  • 若当前线程执行某个方法已经获取了该锁，那么在方法中尝试再次获取锁时，就会获取不到被阻塞。

可重入锁能一定晨读的避免死锁，synchronized，ReentrantLock重入锁。

• 自旋锁
  • 一个线程在获取锁的时候，如果锁已经被其他线程获取，那么该线程将循环等待，然后不断的判断锁匙放能够被成功获取，知道获取到锁才会退出循环，任何时候最多只能又一个执行单元获取该锁。
  • 不回发生线程状态切换，一直处于用户态，减少了线程上下文切换的消耗，缺点是循环会消耗CPU。
• 分段锁
  • 并不是具体的一种锁，只是一种锁的设计，将数据分段上锁，把锁进一步细化粒度，可以提升并发量，当操作不需要更新整个数组的时候，就仅针对数组中的一项进行加锁操作，比如CurrentHashMap底层就用了分段锁。
• 死锁
  • 两个或两个以上的线程在执行过程中，由于竞争资源或由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法让程序进行下去