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1. 锁的作用
锁是确保线程安全最常见的做法
利用锁机制对共享数据做互斥同步，这样在同一时刻，只有一个线程可以执行某个方法或者某个代码块，这样就可以保证线程安全
2. 乐观锁和悲观锁
1）乐观锁
乐观锁在操作数据时非常乐观，认为别人不会同时修改数据。因此乐观锁不会上锁，只是在执行更新的时候判断一下是否发生冲突，如果发生冲突则放弃操作，否则执行操作
2）悲观锁
悲观锁在操作数据时比较悲观，认为别人会同时修改数据，因此在操作数据之前先上锁，直到操作完成后释放锁，期间其他人不能修改数据
3）乐观锁和悲观锁在 Java 中的典型实现
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悲观锁在 Java 中的应用就是通过使用 synchronized 和 Lock 加锁来进行互斥同步
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乐观锁的一个重要功能就是检测出数据是否发生访问冲突，一般使用以下两种方法实现此功能：
- 引入数据版本号
- CAS机制
4）数据版本机制
为每段数据添加一个版本号，线程从主存中读取到数据时会将数据版本号一并读出，在对数据进行修改完成之后，会将自身数据的版本号 +1，在提交到主存之前先对比自身数据版本和主存数据版本，当满足
提交的数据版本大于当前主存中的数据版本
时才能执行数据更新，否则就说明发生了冲突，认为此次操作失败
3. CAS 机制
1）什么是 CAS
CAS 全称 Compare and swap，字面意思就是：比较并交换
CAS 包括三个操作数：内存中的原数据 V，旧的预期值 A，需要修改的新值 B
具体操作如下：
- 比较 A 与 V 是否相等（比较）
- 如果比较相等，将 B 写入 V（交换）
- 返回操作是否成功
当多个线程同时对某资源进行 CAS 操作，只能有一个线程操作成功，但是并不会阻塞其他线程，其他线程只会收到操作失败的信号
2）CAS 的 ABA 问题
什么是 ABA 问题
假设存在两个线程 t1 和 t2，有一个共享变量 num，初始值为1
线程 t1 想把1变成2，但在这之前，线程 t2 将 1 变成 2，再从 2 变回 1
到 t1 执行操作时，CAS 判断原数据等于预期值，就认为没有被修改过，所以 t1 会继续后边的操作
ABA 问题引来的 BUG
当数据类型为基本数据类型时，那么此时对结果不会有影响
当数据类型是一个引用类型时，那么就可能会产生影响，因为其他线程可能更改了引用的对象中的东西，但是引用还是那个引用。就比如：我的手机被别人借去用了几天，又还了回来，手机还是那个手机，但里面的东西可能就和之前不一样了
ABA 问题的解决方法
在 CAS 机制中加入数据版本机制，给要修改的值加上数据版本号，在 CAS 比较当前值和旧值是否相等的同时，还要比较数据版本是否相同
4. 读写锁
读写锁中拥有两把锁，一个读锁，一个写锁，在执行加锁操作时需要额外表明需要读锁还是写锁。
特点：
- 同一时刻允许多个持有读锁的线程对共享资源进行读操作
- 同一时刻只允许一个持有写锁的线程对共享资源进行写操作
- 当当前线程持有共享资源的读锁时，同一时刻其他持有写锁的线程会被阻塞
读写锁更适合于 “ 频繁读，不频繁写 ” 的场景中
1）Java 标准库中提供的读写锁
Java 标准库中提供了 ReentrantReadWriteLock 类，来实现读写锁
- ReentrantReadWriteLock.ReadLock 类表示一个读锁，这个类提供了 lock / unlock 方法进行加解锁
- ReentrantReadWriteLock.WriteLock 类表示一个写锁，这个类提供了 lock / unlock 方法进行加解锁
5. 偏向锁、轻量级锁和重量级锁
1）偏向锁
偏向锁不是真正的 “ 加锁 ”，只是给对象头中做了一个标记，记录这个锁属于哪个线程，如果后续没有其他线程来竞争锁，那么就不用进行同步操作了，
避免了加锁解锁的开销
2）轻量级锁
在锁是偏向锁时，被另一个线程所访问，偏向锁就会升级为轻量级锁，其他锁会通过自旋的方式尝试获取锁，不会阻塞，性能提高
3）重量级锁
在锁是轻量级锁的时候，另一个线程虽然自旋，但自旋不会一直持续下去，当自旋一定次数还没有获取到锁，就会进入阻塞，轻量级锁就会膨胀为重量级锁。重量级锁会让其他申请的线程进入阻塞，性能降低
6. 自旋锁
按之前的方式，线程在抢锁失败后会进入阻塞状态，放弃 CPU，需要过很久才能再次被调度
实际上，大部分情况下，虽然抢锁失败，但是过不了多久，锁就会被释放，没必要放弃 CPU，这个时候就可以使用自旋锁来处理这样的问题
工作原理：
如果获取锁失败，立即再尝试获取锁，无限循环，直到获取到锁为止。第一次获取锁失败，第二次的尝试会在极端的时间内到来
一旦锁被其他线程释放，就能在第一时间获取到锁
7. 公平锁和非公平锁
假设有 A、B、C 三个线程，A 先尝试加锁，加锁成功，然后 B 尝试加锁，加锁失败，阻塞等待；然后 C 尝试加锁，加锁失败，阻塞等待
当 A 释放锁之后，谁先获取到锁呢？
**公平锁：**遵守 “ 先来后到 ” 的原则，B 比 C 先来，A 释放锁之后，B 就能先于 C 获取到锁
**非公平锁：**不遵守 “ 先来后到 ” 的原则，B 和 C 都有可能获取到锁
一张简图让你了解公平锁和非公平锁
注意：
- 操作系统内部的线程调度是随机的，如果不做任何限制，锁就是非公平锁，如果要实现公平锁，就需要额外的数据结构，来记录县城们的先后顺序
- 公平锁和非公平锁没有好坏之分，关键看使用场景