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Java主流锁
转载自美团技术
乐观锁VS悲观锁
悲观锁
认为使用数据的时候一定有别的线程来修改数据，因此在获取数据的时候会先加锁，确保数据不会被别的线程修改。Java中，synchronized关键字和Lock的实现类都是悲观锁
乐观锁
认为自己在使用数据时不会有别的线程修改数据，所以不会添加锁，只是在更新数据的时候去判断之前有没有别的线程更新了这个数据。如果这个数据没有被更新，当前线程将自己修改的数据成功写入。如果数据已经被其他线程更新，则根据不同的实现方式执行不同的操作（例如报错或者自动重试）
乐观锁在Java中是通过使用无锁编程来实现，最常采用的是CAS算法
悲观锁适合写操作多的场景
乐观锁适合读操作多的场景
自旋锁VS适应性自旋锁
互斥同步对性能最大的影响就是阻塞的实现 因为 有关线程的挂起与恢复 涉及到了 内核的陷入 于是就给系统的并发性能带来了 一些压力 同时对于某些情况 共享数据的锁定 只会持续很小的一段时间 为了这一小段时间 而去采用挂起和恢复 实在是不划算 这时候就出现了 自旋锁: 让后面的请求的进程进行自旋 不放弃处理器的执行时间 正因为自旋是不会放弃处理器的运行时间
自旋锁
阻塞或唤醒一个Java线程需要操作系统切换CPU状态来完成，这种状态转换需要耗费处理器时间 若同步代码块的内容过于简单 容易得不偿失 干脆让后面的请求的进程进行自旋 不放弃处理器的执行时间
缺点
不能代替阻塞,虽然避免了线程切换的开销，但它要占用处理器时间
如果被占用的时间很短，自旋等待的效果就会非常好,如果锁被占用的时间很长，那么自旋的线程只会白浪费处理器资源 限定次数（默认是10次，可以使用-XX:PreBlockSpin来更改) 超过次数没有成功得到锁 则就要挂起线程
底层也是CAS
自适应锁
自适应说明自旋次数 不是固定,由前一次在同一个锁上的自旋时间及锁的拥有者的状态来决定
- 若自旋等待的锁成功获得 并且还在运行 虚拟机会认为很有可能再成功 进而允许自旋等待持续相对更长的时间
- 那在以后尝试获取这个锁时将可能省略掉自旋过程，直接阻塞线程，避免浪费处理器资源
无锁 VS 偏向锁 VS 轻量级锁 VS 重量级锁
四种锁是指锁的状态，专门针对synchronized的
无锁
没有对资源进行锁定，所有的线程都能访问并修改同一个资源，但同时只有一个线程能修改成功
偏向锁
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
当锁是偏向锁的时候，被另外的线程所访问，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，从而提高性能
重量级锁
升级为重量级锁时，锁标志的状态值变为“10” ，此时等待锁的线程都会进入阻塞状态
公平锁VS非公平锁
公平锁
多个线程按照申请锁的顺序来获取锁，线程直接进入队列中排队，队列中的第一个线程才能获得锁
- 优点: 等待的锁不会饥饿
- 缺点: 整体吞吐效率相对非公平锁要低
非公平锁
多个线程加锁时直接尝试获取锁，获取不到才会到等待队列的队尾等待 有可能出现后申请锁的线程先获取锁的场景
可重入锁 VS 非可重入锁
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，再进入该线程的内层方法会自动获取锁（前提锁对象得是同一个对象或者class），不会因为之前已经获取过还没释放而阻塞
非可重入锁
再进行该线程的内层方法会是释放原来的锁 等待获取当前的锁、
独享锁 VS 共享锁
独享锁
也叫排他锁，是指该锁一次只能被一个线程所持有。如果线程T对数据A加上排它锁后，则其他线程不能再对A加任何类型的锁。获得排它锁的线程即能读数据又能修改数据
共享锁
指该锁可被多个线程所持有。如果线程T对数据A加上共享锁后，则其他线程只能对A再加共享锁，不能加排它锁。获得共享锁的线程只能读数据，不能修改数据
附加
CAS算法
CAS（Compare-and-Swap），即比较并替换，是一种实现并发算法时常用到的技术，Java并发包中的很多类都使用了CAS技术
public static void increase(){
race.getAndIncrement();
}
public static AtomicInteger race = new AtomicInteger(0);
getAndIncrement方法调用getAndAddInt方法，最后调用的是compareAndSwapInt方法，即CAS
getAndAddInt方法解析：拿到内存位置的最新值v，使用CAS尝试修将内存位置的值修改为目标值v+delta，如果修改失败，则获取该内存位置的新值v，然后继续尝试，直至修改成功
CAS算法涉及到三个操作数：
- 需要读写的内存值 V
- 进行比较的值 A。
- 要写入的新值 B。
CAS指令执行时，当且仅当内存地址V的值与预期值A相等时，将内存地址V的值修改为B，否则就什么都不做。整个比较并替换的操作是一个原子操作。
源码分析:
mp是“os::is_MP()”的返回结果，“os::is_MP()”是一个内联函数，用来判断当前系统是否为多处理器。
- 如果当前系统是多处理器，该函数返回1。
- 否则，返回0。
LOCK_IF_MP(mp)会根据mp的值来决定是否为cmpxchg指令添加lock前缀。
- 如果通过mp判断当前系统是多处理器（即mp值为1），则为cmpxchg指令添加lock前缀。
- 否则，不加lock前缀。
这是一种优化手段，认为单处理器的环境没有必要添加lock前缀，只有在多核情况下才会添加lock前缀，因为lock会导致性能下降。cmpxchg是汇编指令，作用是比较并交换操作数。
对于lock:
- 确保对内存的读-改-写操作原子执行 带lock前缀的命令会锁住总线 volatile底层就是用lock实现
- 禁止该指令与之前和之后的读和写指令重排序
- 把写缓冲区中的所有数据刷新到内存中
