java并发编程锁机制

  之前系列文章都在叙述java线程池的设计以及实现机制，没有涉及java并发编程的锁机制，这是因为锁机制与线程池是相对独立的内容，自成体系，可以把锁机制当做线程池的一个基础组件，想黑盒一样使用它。

可我们如何去设计这样的一个黑盒，这样的一把锁？首先我们先了解清楚我们对锁的基本需求。

程序需要用到锁，说明程序中有多个线程（进程）存在共同竞争的资源，这样的资源可以包括一个共享变量，共享文件等。就线程池来看，这样的资源就包括线程池的代表状态和工作线程数的ctl，工作队列，任务队列等，这些资源都被工作线程和调用线程所共享，为保证程序正常可控的运行，就需要一套机制对这些资源进行协调保护。

这样的机制就是我们要讲的锁机制，在java得世界里，锁机制就包括语言级别的synchonized关键字提供的锁以及java并发包里提供的改造的CLH锁。

先说synchonized的锁，原理是使用了monitor模式，内置一个条件队列，加锁和释放锁都提供指令级别的操作，而且做到自动化，无需手动操作，后期版本还加入锁的优化，提供轻量级锁，可重入锁，重量级锁的相互的升级与降级的转化机制，提高了并发的性能。

而CLH锁则是并发包里提供的锁实现方式，通过自我编程方式实现的一把锁，这把锁实现的原理简单来讲就是一个state共享变量加一个同步队列，附带有多个条件队列，基于此，提供共享锁与独占锁的实现，公平锁与非公平锁的实现以及可重入锁的实现，后期其他锁像信号量，闭锁等都是扩展于state字段来满足不同的锁需求。而各种CLH锁实现依赖于原子操作CAS和基本同步器AQS.

这一篇先大体理清楚锁机制的分类和基本功能实现，以下篇章则会详细介绍CLH锁的实现细节。