实现同步的方法

1.互斥同步

互斥同步（Mutual Exclusion＆Synchronization）是常见的一种并发正确性保障手段。同步是指在多个线程并发访问共享数据时，

保证共享数据在同一个时刻只被一个（或者是一些，使用信号量的时候）线程使用。而互斥是实现同步的一种手段，

临界区（Critical Section）、互斥量（Mutex）和信号量（Semaphore）都是主要的互斥实现方式。

因此，在这4个字里面，互斥是因，同步是果;互斥是方法，同步是目的。

在Java中，最基本的互斥同步手段就是synchronized关键字，synchronized关键字经过编译之后，

会在同步块的前后分别形成monitorenter和monitorexit这两个字节码指令，

这两个字节码都需要一个reference类型的参数来指明要锁定和解锁的对象。

如果Java程序中的synchronized明确指定了对象参数，那就是这个对象的reference;

如果没有明确指定，那就根据synchronized修饰的是实例方法还是类方法，

去取对应的对象实例或Class对象来作为锁对象。

根据虚拟机规范的要求，在执行monitorenter指令时，首先要尝试获取对象的锁。如果这个对象没被锁定，或者当前线程已经拥有了那个对象的锁，

把锁的计数器加1，相应的，在执行monitorexit指令时会将锁计数器减1，当计数器为0时，锁就被释放。

如果获取对象锁失败，那当前线程就要阻塞等待，直到对象锁被另外一个线程释放为止。

在虚拟机规范对monitorenter和monitorexit的行为描述中，有两点是需要特别注意的。

首先，synchronized同步块对同一条线程来说是可重入的，不会出现自己把自己锁死的问题。

其次，同步块在已进入的线程执行完之前，会阻塞后面其他线程的进入。J

ava的线程是映射到操作系统的原生线程之上的，如果要阻塞或唤醒一个线程，都需要操作系统来帮忙完成，这就需要从用户态转换到核心态中

因此状态转换需要耗费很多的处理器时间。对于代码简单的同步块（如被synchronized修饰的getter()或setter()方法），

状态转换消耗的时间有可能比用户代码执行的时间还要长。所以synchronized是Java语言中一个重量级（Heavyweight）的操作，

有经验的程序员都会在确实必要的情况下才使用这种操作。而虚拟机本身也会进行一些优化，譬如在通知操作系统阻塞线程之前加入一段自旋等待过程，

避免频繁地切入到核心态之中。

除了synchronized之外，我们还可以使用java.util.concurrent（下文称J.U.C）包中的重入锁（ReentrantLock）来实现同步，

在基本用法上，ReentrantLock与synchronized很相似，他们都具备一样的线程重入特性，只是代码写法上有点区别，

一个表现为API层面的互斥锁（lock()和unlock()方法配合try/finally语句块来完成），

另一个表现为原生语法层面的互斥锁。

不过，相比synchronized,ReentrantLock增加了一些高级功能，主要有以下3项：等待可中断、可实现公平锁，以及锁可以绑定多个条件。

synchronized中的锁是非公平的，ReentrantLock默认情况下也是非公平的，但可以通过带布尔值的构造函数要求使用公平锁。

锁绑定多个条件是指一个ReentrantLock对象可以同时绑定多个Condition对象，而在synchronized中，

锁对象的wait()和notify()或notifyAll()方法可以实现一个隐含的条件，如果要和多于一个的条件关联的时候，就不得不额外地添加一个锁，

而ReentrantLock则无须这样做，只需要多次调用newCondition()方法即可。

2.非阻塞同步

Non-Blocking Synchronization

在JDK 1.5之后，Java程序中才可以使用CAS操作，该操作由sun.misc.Unsafe类里面的compareAndSwapInt()和compareAndSwapLong()

等几个方法包装提供，虚拟机在内部对这些方法做了特殊处理，即时编译出来的结果就是一条平台相关的处理器CAS指令，没有方法调用的过程，

或者可以认为是无条件内联进去了。

3.无同步方案

要保证线程安全，并不是一定就要进行同步，两者没有因果关系。同步只是保证共享数据争用时的正确性的手段，如果一个方法本来就不涉及共享数据，

那它自然就无须任何同步措施去保证正确性，因此会有一些代码天生就是线程安全的，下面简单地介绍其中的两类。

可重入代码（Reentrant Code）

可重入代码有一些共同的特征，例如不依赖存储在堆上的数据和公用的系统资源、用到的状态量都由参数中传入、不调用非可重入的方法等。

我们可以通过一个简单的原则来判断代码是否具备可重入性：如果一个方法，它的返回结果是可以预测的，只要输入了相同的数据，就都能返回相同的结果，

那它就满足可重入性的要求，当然也就是线程安全的。