前言
作者前面也寫了幾篇關於Java併發編程，以及線程和volatil的基礎知識，有興趣可以閱讀作者的原文博客，今天關於Java中的兩種鎖進行詳解，希望對你有所幫助
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爲什麼使用synchronized
在上一章中說了volatile，在多線程下可以保證變量的可見性，但是不能保證原子性，下面一段代碼說明：
運行上面代碼，會發現輸出flag的值不是理想中10000，雖然volatile寫入時候會通知其他線程的工作內存值無效，從主內存重寫讀取。i++是三步操作，讀取-賦值-寫入不能保證原子性。原子性：不能被中斷要麼成功要麼失敗。
比如此時主內存的flag值10，線程1和線程2讀取到自己工作內存都是10，然後線程1在進行賦值的時候，線程2執行了，這時線程2發現自己內存的值和主內存的值一樣，並沒有修改，然後賦值寫入11，此時線程1運行，因爲之前讀過了，會往下繼續運行寫入也是11。那麼兩個線程相當於只增加了一次。要想達到理想值，只需要修改public synchronized void increase() { flag++; }就行了。
什麼是synchronized
Java提供的一種原子性性內置鎖，Java每個對象都可以把它當做是監視器鎖，線程代碼執行在進入synchronized代碼塊時候會自動獲取內部鎖，這個時候其他線程訪問時候會被阻塞到隊列，直到進入synchronized中的代碼執行完畢或者拋出異常或者調用了wait方法，都會釋放鎖資源。在進入synchronized會從主內存把變量讀取到自己工作內存，在退出的時候會把工作內存的值寫入到主內存，保證了原子性。
synchronized機制
編譯後執行javap -v Test.class就會發現兩條指令。
synchronized是使用一種monitor機制，在進入鎖時候先執行monitorenter指令。退出的時候執行monitorexit指令。synchronized是可重入鎖，每個對象中都含有一個計數器當前線程再次獲取鎖，計數器+1，退出時候計算器-1，直到計數器爲0才釋放鎖資源，喚醒其他線程來爭搶資源。任意一個對象都擁有自己的監視器，只有在線程獲取到監視器鎖時纔會進入代碼中，否則就進入阻塞狀態。
synchronized使用場景
- 對於普通方法，鎖是當前類實例對象。
- 對於靜態方法，鎖是當前類對象。
- 對於同步代碼塊，鎖是synchronized括號裏的對象。
synchronized鎖升級
synchronized在1.6以前是重量級鎖，當前只有一個線程執行，其他線程阻塞。爲了減少獲得鎖和釋放鎖帶來的性能問題，而引入了偏向鎖、輕量級鎖以及鎖的存儲過程和升級過程。在1.6後鎖分爲了無鎖、偏向鎖、輕量鎖、重量鎖，鎖的狀態在多線程競爭的情況下會逐漸升級，只能升級而不能降級，這樣是爲了提高鎖獲取和釋放的效率。
synchronized的鎖是存貯在Java對象頭裏的，如果對象是數組類型，則虛擬機用3個字寬（Word）存儲對象頭，如果對象是非數組類型，則用2字寬存儲對象頭。1個字寬等於4個字節。
Java對象頭中的Mark Word裏默認存儲了對象是HashCode、分代年齡、和鎖標記。
在運行的時候，Mark Word裏存儲的數據會隨着鎖標誌位的變化而變化，可能會變化爲存儲以下四種形式。
偏向鎖
偏向鎖的意思未來只有一個線程使用鎖，不會有其他線程來爭取。
獲取鎖：
- 首先檢查Mark word中鎖的標誌是否爲01。
- 如果是01，判斷對象頭的Mark word記錄是否爲當前線程ID，如果是執行5，否則執行3.
- 線程ID並未只指向自己，發送CAS競爭，如果競爭成功，則將Mark Word中線程ID設置爲當前線程ID，執行5；如果未成功執行4。
- 當到達全局安全點（在這個時間點上沒有正在執行的字節碼）時獲得偏向鎖的線程被掛起，偏向鎖升級爲輕量級鎖，然後被阻塞在安全點的線程繼續往下執行同步代碼。
- 執行同步代碼。
撤銷鎖：偏向鎖使用了一種等到競爭出現才釋放鎖的機制，所以當其他線程嘗試競爭偏向鎖時，持有偏向鎖的線程纔會釋放鎖。需要等待全局安全點，它首先暫停原持有偏向鎖的線程，然後檢查線程是否還在活着，如果線程處於未活動狀態，則釋放鎖標記，如果處於活動狀態則升級爲輕量級鎖。
CAS
CAS全稱是Compare And Swap 即比較並交換，使用樂觀鎖機制，包含三個操作數 —— 內存位置（V）、預期原值（A）和新值(B)。 如果內存位置的值與預期原值相匹配，那麼纔會將該位置值更新爲新值 。否則，處理器不做任何操作。
輕量級鎖
線程在執行同步代碼塊之前，JVM會先在當前線程的棧楨中創建用於存儲鎖記錄的空間，並將對象頭中的Mark Word複製到鎖記錄中，官方稱爲Displaced Mark Word。
加鎖：
- CAS修改Mark Word，如果成功指向棧中鎖記錄的指針執行3，如果失敗執行2.
- 發生自旋，自旋到一定次數，如果修改成功執行3，否則鎖膨脹爲重量級鎖。
- 執行同步代碼塊。
解鎖：
輕量級解鎖時，會使用原子的CAS操作將Displaced Mark Word替換回到對象頭，如果成功，則表示沒有競爭發生。如果失敗，表示當前鎖存在競爭，鎖就會膨脹成重量級鎖。
鎖的優缺點
徹底搞懂鎖升級
lock
它是在1.5之後提供的一個獨佔鎖接口，它的實現類是ReentrantLock，相比較synchronized這種隱式鎖（不用手動加鎖和釋放鎖）的便捷性，但是提供了更加鎖的可操作性、可中斷的獲取鎖以及超時獲取鎖等多種synchronized不具備的特性。
使用方法
在finally中釋放鎖，目的保證獲取鎖最終被釋放。不要在獲取鎖寫在try裏，因爲如果在獲取鎖時發生了異常，異常拋出的同時，也會導致鎖無故釋放。
AQS
AQS是隊列同步器（AbstractQueuedSynchronizer），是用來構建鎖或者其他同步器的基礎框架，它使用了一個int成員變量表示同步狀態，通過內置的FIFO隊列來完成資源獲取的線程排隊工作問題。AQS在內部維護了一個單一的狀態信息state，可以通過getState、setState、compareAndSetState（CAS操作）修改此值，對於ReentrantLock來說，state可以用來表示當前線程獲取鎖的可重入次數。ReentrantLock中當一個線程獲取了鎖，在AQS的內部會進行compareAndSetState將state變爲1，如果再次獲取就設置爲2，釋放鎖也會去修改state值，只有當值變爲0時，其他線程才能獲得鎖。
鎖的介紹
AQS底層維護state和隊列來實現獨佔和共享兩種鎖。
獨佔鎖：每次只能有一個線程能持有鎖，如lock、synchronized。
共享鎖：允許多個線程同時獲取鎖，併發訪問共享資源，如ReadWriteLock。
lock分爲公平鎖和非公平鎖，實現了AQS接口，通過FIFO設置鎖的優先級。
公平鎖：根據線程獲取鎖的時間來判斷，等待時間越久的線程優先被執行。Lock中初始化的時候ReentrantLock（true），默認爲false，效率較低因爲需要判斷線程的等待時間。
非公平鎖：搶佔鎖資源，不能保證獲取鎖的線程優先級，效率較高，因爲獲取鎖是競爭的。
兩者不同
- synchronized是Java的關鍵字，lock是提供的類。
- synchronized提供不需要手動加鎖和釋放的隱式鎖，釋放鎖的條件是代碼執行完或者拋出異常自動釋放。lock必須手動加鎖和釋放鎖，另外還提供了可中斷鎖、超時獲取鎖、判斷鎖狀態。
- synchronized是可重入、不可中斷、非公平，lock是可重入、可中斷、公平（兩者皆可）
- synchronized適合代碼量少的同步，lock適合代碼量同步多的。**
Condition接口
還記得在Java併發二中有一道生產者消費者，使用的是synchronized+wait（notify），lock中也提供了這種等待通知類型的方法await和signal，當前線程調用這些方法時，需要提前獲取到Condition對象關聯的鎖，Condition是依賴於Lock對象，調用lock對象中的newCondition。
老樣子還是先定義一個容器：
生產者：啓5個線程往容器裏添加數據。
消費者：啓10線程消費數據
最後
註釋基本明確，就不多說了。wait和notify是配合synchronized使用，await和signal是配合lock使用，區別在於喚醒時notify不能指定線程喚醒，signal可以喚醒具體的線程，更小的粒度控制鎖。
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