各种锁
并发资源争抢就会涉及到锁。锁的种类有很多，如果不分类容易搞混。
以下涉及公平锁/非公平锁、乐观锁/悲观锁、独享锁/共享锁、互斥锁、读写锁、可重入锁（递归锁）/不可重入锁、自旋锁、自适应锁、偏向锁（意向锁）/轻量级锁/重量级锁、分段锁。
根据锁的性质可以分为：
- 公平锁/非公平锁
根据是否按照申请的先后顺序获得锁区分 - 乐观锁/悲观锁
根据认为获取的数据被修改的可能性区分 - 独享锁/共享锁
根据获取锁后，其他实例是否还能获取同样的锁来区分
实现方式：- 互斥锁：独享锁的实现
- 读写锁：有读状态和写状态。读状态时，仍可申请读锁，为共享锁；写状态时，不可申请其他锁，为独享锁。
读状态时，碰到写锁申请的请求会阻塞后续读锁的申请。
- 可重入锁（递归锁）/不可重入锁
根据获取锁的实例能否再次获取该锁区分
根据锁的涉及方案可以分为：
- 自旋锁
获取不到锁的时候循环获取锁，直到获取到锁。可以减少线程切换。 - 自适应锁
最近刚获得过锁意味着更容易成功获得锁，则增加自旋次数。
如果很少成功获取，则减少自旋次数。因为增加自旋次数能获取成功的机率也很低，并且自旋次数越大，浪费的 CPU 越多。 - 意向锁（偏向锁）/轻量级锁/重量级锁
会根据争抢激烈程度，逐渐升级。意向锁 -> 轻量级锁 -> 重量级锁。- 意向锁：对更细粒度加锁之前，先对路径加意向锁，避免其他实例获取锁的判断需要遍历所有数据。
- 轻量级锁：当另一个事务要进入争抢的时候，意向锁升级为轻量级锁，通过自旋的方式等待，线程不阻塞。
- 重量级锁：当自旋一定次数后，线程会被阻塞，进行线程切换（消耗资源大），轻量级锁升级为重量级锁。
- 分段锁
Hash 结构每条冲突链设置一个锁，减小锁影响的粒度。
重量级的加锁操作伴随着用户态到内核态切换、进程上下文切换等高消耗过程。
悲观锁/乐观锁
悲观锁假设获取的数据会被其他事务修改，所以读取时加锁以防止其他事务修改。如果其他事务需要修改数据，则需要等待悲观锁的释放。
乐观锁假设获取的数据不会被其他事务修改，所以读取时不加锁。更新时判断数据和读取时的数据是否一致，如果一致则将当前数据写入，否则等待该条件得到满足（自旋锁）或者驳回（版本号）。
从应用场景来看，悲观锁用于由于写多导致容易产生数据冲突的地方，以及不接受数据发生变化的情况。乐观锁用于读多写少不容易产生数据冲突的地方，提高吞吐量。
悲观锁举例：InnoDB 的共享锁和排他锁。
排他锁（写锁）
客户端如果获得不到锁，就进入睡眠状态，等待锁释放时的唤醒。
共享锁（读锁、独占锁）
一个事务获取共享锁之后，其他事务也可以获取共享锁。
互斥锁
互斥锁会导致获取不到锁的线程被挂起。
自旋锁
线程如果获得不到锁，就 自己循环 直到获得到锁，被挂起的几率低。
优势：
- 减少线程被挂起的几率
- 效率高
劣势：
- CPU 消耗高
要求：
- 锁竞争不激烈
- 锁占用时间短
其他种类：
- 阻塞锁
- 可重入锁
轻量级锁
CAS （compare and swap）实现
乐观锁的实现
仅在写入时可能需要等待。
- 版本号
如果不一致，则驳回或者合并（类似于 Git 解决冲突） - CAS （compare and swap）原子操作
假设有三种数据：待更新数据 A，事务开始时读取的数据 B，事务修改数据 B 得到 C。如果 A = B，则将 A 改为 C。
如果不相等，则进入循环等待，直到相等。
CAS 会出现 ABA 问题，即数据虽然与之前一致，但已发生过变化。并非所有场景都对该问题敏感，根据情况可以忽略该问题。
四种锁状态
- 无锁
- 意向锁：只有一个线程执行同步块
- 轻量级锁：线程交替执行同步块
- 重量级锁：依赖操作系统的 Mutex Lock
锁升级：由于锁竞争，升级锁。
锁升级的单向过程：意向锁 -> 轻量级锁 -> 重量级锁
公平锁/非公平锁
有优先级的锁为公平锁，反之为非公平锁
参考
mysql锁机制 乐观锁&悲观锁，共享锁&排他锁&意向锁&间隙锁
https://blog.csdn.net/xushiyu1996818/article/details/105558662
互斥锁（排它锁、独占锁、写锁、X锁）和共享锁（读锁、S锁） 自旋锁
https://my.oschina.net/u/2307114/blog/908009
java中synchronized的底层实现
https://www.jianshu.com/p/c97227e592e1
深入理解各种锁
https://www.jianshu.com/p/5725db8f07dc
漫画|Linux 并发、竞态、互斥锁、自旋锁、信号量都是什么鬼？
https://zhuanlan.zhihu.com/p/57354304
Java并发编程：Synchronized底层优化（偏向锁、轻量级锁）
https://www.cnblogs.com/paddix/p/5405678.html
Let’s Talk Locks!
https://www.infoq.com/presentations/go-locks/
Java并发问题–乐观锁与悲观锁以及乐观锁的一种实现方式-CAS
https://www.cnblogs.com/qjjazry/p/6581568.html
独占锁（写锁） / 共享锁（读锁） / 互斥锁
https://www.cnblogs.com/bbgs-xc/p/12791913.html
如何理解互斥锁、条件锁、读写锁以及自旋锁？
https://www.zhihu.com/question/66733477/answer/246535792
InnoDB 三种锁算法
- Record Lock
- Gap Lock
- Next-Key Lock = Gap Lock + Record Lock
Record Lock
唯一索引，粒度最细
Gap Lock
间隙锁用于非唯一索引。在可重复读的隔离级别中，用于防止其他事务插入数据导致的幻读。
使用 SELECT ... FOR UPDATE 或者 SELECT ... LOCK IN SHARE MODE 。
对于有序数字 1, 5, 10 ，它们之间都有一个范围可以存放其他数字。在这个空白的范围内称之为间隙。
在加排他锁时：
- 如果目标只有一个值：
- 如果目标是第一个索引值，则锁住无穷小到第一个索引值的范围
- 如果目标是最后一个索引值，则锁住最后一个索引值到无穷大的范围
- 否则锁住目标和前一个与目标值不相同的索引之间的范围
- 如果目标是范围，则锁住范围起止两个索引值之间的范围。
例1：
WHERE num BETWEEN 1 AND 5，会锁住 (1, 5) 这个范围。
例2：
WHERE num = 5，会锁住 (1, 5) 这个范围。
Next-Key Lock
对于间隙锁，如果范围中的右侧不是无限大，则同时锁住右侧的记录。
(1, 5]
与之相对的是 Previous-Key Lock，会锁住左侧的记录。
[1, 5)
对于范围查询，会直接使用范围。例如 > 2 ，则是 (2, +∞)