Java锁

Thread几个方法

a、start()方法，调用该方法开始执行该线程；
b、stop()方法，调用该方法强制结束该线程执行；
c、join方法，调用该方法等待该线程结束。
d、sleep()方法，调用该方法该线程进入等待。
e、run()方法，调用该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

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

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。

线程状态

• 新建状态：新建线程对象，并没有调用start()方法之前
• 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。
• 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
• 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
• 死亡状态：线程执行结束

锁类型

• 可重入锁：在执行对象中所有同步方法不用再次获得锁，synchronized 和 ReentrantLock 都是可重入锁，可重入锁可以在一定程度避免死锁。
• 可中断锁：在等待获取锁过程中可中断
• 公平锁/非公平锁： 公平锁指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁，非公平锁就是没有顺序完全随机，所以能会造成优先级反转或者饥饿现象；synchronized 就是非公平锁，ReentrantLock（使用 CAS 和 AQS 实现） 通过构造参数可以决定是非公平锁还是公平锁，默认构造是非公平锁；非公平锁的吞吐量性能比公平锁大好
• 读写锁：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

• Java加锁有两种：
  • Synchronized关键字
  • 显示Lock

Synchronized

是Java的一个关键字，它能够将代码块(方法)锁起来

  public synchronized void test() {
        // doSomething
    }

synchronized是一种互斥锁,一次只能允许一个线程进入被锁住的代码块
synchronized是一种内置锁/监视器锁,Java中每个对象都有一个内置锁(监视器,也可以理解成锁标记)，而synchronized就是使用对象的内置锁(监视器)来将代码块(方法)锁定的

• synchronized保证了线程的原子性。(被保护的代码块是一次被执行的，没有任何线程会同时访问)
• synchronized还保证了可见性。(当执行完synchronized之后，修改后的变量对其他的线程是可见的)
• synchronized实现原理：
  synchronized是悲观锁，在字节码层被映射成两个指令：monitorenter和monitorexit,当一个线程遇到monitorenter指令时，会尝试去获取锁，如果获取成功，锁的数量+1，（因为synchronized是一个可重入锁，需要使用锁计数来判断锁的情况），如果没有获取到锁，就会阻塞；当线程遇到monitorexit指令时，锁计数-1，当计数器为0时，线程释放锁；如果线程遇到异常，虚拟机会释放锁

Lock

Lock完全用Java写成，在java这个层面是无关JVM实现的。在java.util.concurrent.locks包中有很多Lock的实现类，常用的有ReentrantLock、ReadWriteLock（实现类ReentrantReadWriteLock），其实现都依赖java.util.concurrent.AbstractQueuedSynchronizer类，实现思路都大同小异，因此我们以ReentrantLock作为讲解切入点

• lock是一个java接口，一般使用ReentrantLock这个实现类。
• 经过观察ReentrantLock把所有Lock接口的操作都委派到一个Sync类上，该类继承了AbstractQueuedSynchronizer

  private final Sync sync;

    abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer
 public void lock() {
        sync.lock();
    }

 public boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit)
            throws InterruptedException {
        return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(timeout));
    }

使用lock显示加锁，可以判断锁的状态，有多种获取锁的方式，获取失败的线程不一定需要阻塞

 //需要参与同步的方法
    private void method(Thread thread){
        lock.lock();
        try {
            System.out.println("线程名"+thread.getName() + "获得了锁");
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("线程名"+thread.getName() + "释放了锁");
            lock.unlock();
        }
    }

• lock实现原理：
  lock是使用CAS乐观锁（CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。如果内存位置的值与预期原值相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值。否则，处理器不做任何操作。无论哪种情况，它都会在 CAS 指令之前返回该位置的值。）

AQS,抽象队列同步器

AQS即AbstractQueuedSynchronizer的缩写，是并发编程中实现同步器的一个框架,它在内部定义了一个int state变量,用来表示同步状态
AQS基于一个FIFO双向队列实现，被设计给那些依赖一个代表状态的原子int值的同步器使用,在AQS中即为一个叫state的int值，该值通过CAS进行原子修改。

• 在AQS中存在一个FIFO队列，队列中的节点表示被阻塞的线程，队列节点元素有4种类型， 每种类型表示线程被阻塞的原因，这四种类型分别是：

  • CANCELLED : 表示该线程是因为超时或者中断原因而被放到队列中
  • CONDITION : 表示该线程是因为某个条件不满足而被放到队列中，需要等待一个条件，直到条件成立后才会出队
  • SIGNAL : 表示该线程需要被唤醒
  • PROPAGATE ： 表示在共享模式下，当前节点执行释放release操作后，当前结点需要传播通知给后面所有节点

• 由于一个共享资源同一时间只能由一条线程持有，也可以被多个线程持有，因此AQS中存在两种模式，如下

  • 独占模式: 独占模式表示共享状态值state每次只能由一条线程持有，其他线程如果需要获取，则需要阻塞,如JUC中的ReentrantLock
  • 共享模式:共享模式表示共享状态值state每次可以由多个线程持有，如JUC中的CountDownLatch