同步代码块，同步方法，或者是用java提供的锁机制，我们可以实现对共享资源变量的同步控制。
技术点：
1、线程与进程：
在开始之前先把进程与线程进行区分一下，一个程序最少需要一个进程，而一个进程最少需要一个线程。关系是线程–>进程–>程序的大致组成结构。所以线程是程序执行流的最小单位，而进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。以下我们所有讨论的都是建立在线程基础之上。
2、Thread的几个重要方法：
我们先了解一下Thread的几个重要方法。
- a、start()方法，开始执行该线程；
- b、stop()方法，强制结束该线程执行；
- c、join方法，等待该线程结束。
- d、sleep()方法，线程进入等待。
- e、run()方法，直接执行线程的run()方法，但是线程调用start()方法时也会运行run()方法，区别就是一个是由线程调度运行run()方法，一个是直接调用了线程中的run()方法！！
看到这里，可能有些人就会问啦，那wait()和notify()呢？要注意，其实wait()与notify()方法是Object的方法，不是Thread的方法！！同时，wait()与notify()会配合使用，分别表示线程挂起和线程恢复。
这里还有一个很常见的问题，顺带提一下：wait()与sleep()的区别，简单来说wait()会释放对象锁而sleep()不会释放对象锁。
3、线程状态：
线程总共有5大状态，通过上面第二个知识点的介绍，理解起来就简单了。
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新建状态：新建线程对象，并没有调用start()方法之前
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就绪状态：调用start()方法之后线程就进入就绪状态，但是并不是说只要调用start()方法线程就马上变为当前线程，在变为当前线程之前都是为就绪状态。值得一提的是，线程在睡眠和挂起中恢复的时候也会进入就绪状态哦。
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运行状态：线程被设置为当前线程，开始执行run()方法。就是线程进入运行状态
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阻塞状态：线程被暂停，比如说调用sleep()方法后线程就进入阻塞状态
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死亡状态：线程执行结束
4、锁类型
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可重入锁（synchronized和ReentrantLock）：在执行对象中所有同步方法不用再次获得锁
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可中断锁（synchronized就不是可中断锁，而Lock是可中断锁）：在等待获取锁过程中可中断
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公平锁（ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock）： 按等待获取锁的线程的等待时间进行获取，等待时间长的具有优先获取锁权利
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读写锁（ReadWriteLock和ReentrantReadWriteLock）：对资源读取和写入的时候拆分为2部分处理，读的时候可以多线程一起读，写的时候必须同步地写
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Synchronized与Lock的区别
| 类别 | synchronized | Lock |
|---|---|---|
| 存在层次 | Java的关键字，在jvm层面上 | 是一个接口 |
| 锁的释放 |
1、以获取锁的线程执行完同步代码，释放锁 2、线程执行发生异常，jvm会让线程释放锁 |
在finally中必须释放锁，不然容易造成线程死锁 |
| 锁的获取 |
假设A线程获得锁，B线程等待。 如果A线程阻塞，B线程会一直等待 |
分情况而定，Lock有多个锁获取的方式，大致就是可以尝试获得锁，线程可以不用一直等待(可以通过tryLock判断有没有锁) |
| 锁状态 | 无法判断 | 可以判断 |
| 锁类型 | 可重入 不可中断 非公平 | 可重入 可判断 可公平（两者皆可） |
| 性能 | 少量同步 |
大量同步
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Synchronized与Static Synchronized
每个类有一个锁，它可以用来控制对static数据成员的并发访问。
访问static synchronized方法占用的是类锁，而访问非static synchronized方法占用的是对象锁。
static synchronized控制类的所有实例（对象）的访问（相应代码块）。
synchronized相当于 this.synchronized，static synchronized相当于Something.synchronizedLock接口
Lock是一个接口
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public interface Lock {
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void lock();
-
void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
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boolean tryLock();
-
boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
-
void unlock();
-
Condition newCondition();
-
}
- lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)和lockInterruptibly()是用来获取锁的。
- unLock()方法是用来释放锁的。
在Lock中声明了四个方法来获取锁，那么这四个方法有何区别呢？
首先lock()方法是平常使用得最多的一个方法，就是用来获取锁。如果锁已被其他线程获取，则进行等待。
由于在前面讲到如果采用Lock，必须主动去释放锁，并且在发生异常时，不会自动释放锁。因此一般来说，使用Lock必须在try{}catch{}块中进行，并且将释放锁的操作放在finally块中进行，以保证锁一定被被释放，防止死锁的发生。通常使用Lock来进行同步的话，是以下面这种形式去使用的：
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Lock lock = ...;
-
lock.lock();
-
try{
-
//处理任务
-
}catch(Exception ex){
-
-
}finally{
-
lock.unlock(); //释放锁
-
}
tryLock()方法是有返回值的，它表示用来尝试获取锁，如果获取成功，则返回true，如果获取失败（即锁已被其他线程获取），则返回false，也就说这个方法无论如何都会立即返回。在拿不到锁时不会一直在那等待。
tryLock(long time, TimeUnit unit)方法和tryLock()方法是类似的，只不过区别在于这个方法在拿不到锁时会等待一定的时间，在时间期限之内如果还拿不到锁，就返回false。如果如果一开始拿到锁或者在等待期间内拿到了锁，则返回true。
所以，一般情况下通过tryLock来获取锁时是这样使用的：
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Lock lock = ...;
-
if(lock.tryLock()) {
-
try{
-
//处理任务
-
}catch(Exception ex){
-
-
}finally{
-
lock.unlock(); //释放锁
-
}
-
}else {
-
//如果不能获取锁，则直接做其他事情
-
}
lockInterruptibly()方法比较特殊，当通过这个方法去获取锁时，如果线程正在等待获取锁，则这个线程能够响应中断，即中断线程的等待状态。也就使说，当两个线程同时通过lock.lockInterruptibly()想获取某个锁时，假若此时线程A获取到了锁，而线程B只有在等待，那么对线程B调用threadB.interrupt()方法能够中断线程B的等待过程。
由于lockInterruptibly()的声明中抛出了异常，所以lock.lockInterruptibly()必须放在try块中或者在调用lockInterruptibly()的方法外声明抛出InterruptedException。
因此lockInterruptibly()一般的使用形式如下：
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public void method() throws InterruptedException {
-
lock.lockInterruptibly();
-
try {
-
//.....
-
}
-
finally {
-
lock.unlock();
-
}
-
}
注意，当一个线程获取了锁之后，是不会被interrupt()方法中断的。单独调用interrupt()方法不能中断正在运行过程中的线程，只能中断阻塞过程中的线程。
因此当通过lockInterruptibly()方法获取某个锁时，如果不能获取到，只有进行等待的情况下，是可以响应中断的。
而用synchronized修饰的话，当一个线程处于等待某个锁的状态，是无法被中断的，只有一直等待下去。
Lock类型
一、公平锁/非公平锁
- 公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁。
- 非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。有可能，会造成优先级反转或者饥饿现象。
- 对于ReentrantLock而言，通过构造函数指定该锁是否是公平锁，默认是非公平锁。非公平锁的优点在于吞吐量比公平锁大。
- 对于Synchronized而言，也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是通过AQS的来实现线程调度，所以并没有任何办法使其变成公平锁。
二、可重入锁
- 可重入锁又名递归锁，是指在同一个线程在外层方法获取锁的时候，在进入内层方法会自动获取锁。
- 说的有点抽象，下面会有一个代码的示例。
- 对于Java ReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一个可重入锁，其名字是Re entrant Lock重新进入锁。
- 对于Synchronized而言,也是一个可重入锁。可重入锁的一个好处是可一定程度避免死锁。
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synchronized void setA() throws Exception{
-
-
Thread.sleep(1000);
-
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setB();
-
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}
-
-
synchronized void setB() throws Exception{
-
-
Thread.sleep(1000);
-
-
}
三、独享锁/共享锁
- 独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。
- 共享锁是指该锁可被多个线程所持有。
- 对于Java ReentrantLock而言，其是独享锁。但是对于Lock的另一个实现类ReadWriteLock，其读锁是共享锁，其写锁是独享锁。
- 读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的，读写，写读 ，写写的过程是互斥的。
- 独享锁与共享锁也是通过AQS来实现的，通过实现不同的方法，来实现独享或者共享。
- 对于Synchronized而言，当然是独享锁。
四、互斥锁/读写锁
- 上面讲的独享锁/共享锁就是一种广义的说法，互斥锁/读写锁就是具体的实现。
- 互斥锁在Java中的具体实现就是ReentrantLock
- 读写锁在Java中的具体实现就是ReadWriteLock
五、乐观锁/悲观锁
- 乐观锁与悲观锁不是指具体的什么类型的锁，而是指看待并发同步的角度。
- 悲观锁认为对于同一个数据的并发操作，一定是会发生修改的，哪怕没有修改，也会认为修改。因此对于同一个数据的并发操作，悲观锁采取加锁的形式。悲观的认为，不加锁的并发操作一定会出问题。
- 乐观锁则认为对于同一个数据的并发操作，是不会发生修改的。在更新数据的时候，会采用尝试更新，不断重新的方式更新数据。乐观的认为，不加锁的并发操作是没有事情的。
- 从上面的描述我们可以看出，悲观锁适合写操作非常多的场景，乐观锁适合读操作非常多的场景，不加锁会带来大量的性能提升。
- 悲观锁在Java中的使用，就是利用各种锁。
- 乐观锁在Java中的使用，是无锁编程，常常采用的是CAS算法，典型的例子就是原子类，通过CAS自旋实现原子操作的更新。
六、分段锁
- 分段锁其实是一种锁的设计，并不是具体的一种锁，对于ConcurrentHashMap而言，其并发的实现就是通过分段锁的形式来实现高效的并发操作。
- 我们以ConcurrentHashMap来说一下分段锁的含义以及设计思想，ConcurrentHashMap中的分段锁称为Segment，它即类似于HashMap(JDK7与JDK8中HashMap的实现)的结构，即内部拥有一个Entry数组，数组中的每个元素又是一个链表;同时又是一个ReentrantLock(Segment继承了ReentrantLock)。
- 当需要put元素的时候，并不是对整个hashmap进行加锁，而是先通过hashcode来知道他要放在那一个分段中，然后对这个分段进行加锁，所以当多线程put的时候，只要不是放在一个分段中，就实现了真正的并行的插入。
- 但是，在统计size的时候，可就是获取hashmap全局信息的时候，就需要获取所有的分段锁才能统计。
- 分段锁的设计目的是细化锁的粒度，当操作不需要更新整个数组的时候，就仅仅针对数组中的一项进行加锁操作。
七、偏向锁/轻量级锁/重量级锁
- 这三种锁是指锁的状态，并且是针对Synchronized。在Java 5通过引入锁升级的机制来实现高效Synchronized。这三种锁的状态是通过对象监视器在对象头中的字段来表明的。
- 偏向锁是指一段同步代码一直被一个线程所访问，那么该线程会自动获取锁。降低获取锁的代价。
- 轻量级锁是指当锁是偏向锁的时候，被另一个线程所访问，偏向锁就会升级为轻量级锁，其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁，不会阻塞，提高性能。
- 重量级锁是指当锁为轻量级锁的时候，另一个线程虽然是自旋，但自旋不会一直持续下去，当自旋一定次数的时候，还没有获取到锁，就会进入阻塞，该锁膨胀为重量级锁。重量级锁会让其他申请的线程进入阻塞，性能降低。
八、自旋锁
- 在Java中，自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞，而是采用循环的方式去尝试获取锁，这样的好处是减少线程上下文切换的消耗，缺点是循环会消耗CPU。
线程自旋和适应性自旋
我们知道，java线程其实是映射在内核之上的，线程的挂起和恢复会极大的影响开销。
并且jdk官方人员发现，很多线程在等待锁的时候，在很短的一段时间就获得了锁，所以它们在线程等待的时候，并不需要把线程挂起，而是让他无目的的循环，一般设置10次。
这样就避免了线程切换的开销，极大的提升了性能。
而适应性自旋，是赋予了自旋一种学习能力，它并不固定自旋10次一下。
他可以根据它前面线程的自旋情况，从而调整它的自旋，甚至是不经过自旋而直接挂起。