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一、锁策略的引入

锁策略的使用表示当锁遇到加锁/解锁/锁冲突/的时候所采取的方法。

二、锁策略的分类

（1）乐观锁和悲观锁

加锁的时候，预测当前锁冲突的概率大小。
预测冲突概率大，那么后续要做的工作就会增加，加锁开销所花费的资源开销就更大。（悲观锁）
预测冲突概率小，那么后续要做的工作就会减少，加锁开销所花费的资源开销就更小。（乐观锁）
synchronized既是乐观锁，也是悲观锁。它支持自适应，能够自动统计当前锁冲突的次数，进行判定当前锁冲突的概率大小。当冲突概率低，就采取乐观锁执行，当冲突概率高，则会自动上升为悲观锁执行。

在悲观锁中，往往需要内核态和用户态共同完成一些操作，要做的工作就比较多；而在乐观锁中，采取的是纯用户态进行执行，要做的工作就比较少。

（2）重量级锁和轻量级锁

这两种锁，顾名思义，根据所需要进行的工作，所要花费的资源来区分锁是否重量。 一般来说，悲观锁就是重量级锁，乐观锁就是轻量级锁。

（3） 自旋锁和挂起等待锁

自旋锁是轻量级锁的一种典型实现方式。
所谓自旋，即cpu处于空转、忙等状态，消耗了很多cpu资源。但是一旦锁被释放，那么自旋锁就能第一时间拿到锁。即通过消耗cpu资源的方式，提高了获取锁的速度。
挂起等待锁是重量级锁的一种典型实现方式。
在该类锁中，当尝试加锁时，锁被占用的状态下，就会让尝试加锁的该线程进入挂起（阻塞）状态，此时该线程不会参与调度。直到该锁被释放之后，系统会重新唤醒该线程，重新参与锁竞争获取锁。
synchronized轻量级锁部分，是基于自旋锁实现；重量级锁部分，是基于挂起等待锁实现。

（4）可重入锁和不可重入锁

synchronized属于可重入锁，即在一个线程中，连续加同一把锁两次不会发生死锁。
相反，不可重入锁即一个线程中针对同一把锁连续加锁两次，会发生死锁。

（5）公平锁和非公平锁

公平锁：严格按照先来后到的顺序获取锁，即哪个线程等待的时间长，哪个就先拿到锁。
非公平锁：若干个线程进行锁竞争。
synchronized属于非公平锁。

（6）互斥锁和读写锁

互斥锁：synchronized 属于普通的互斥锁，只有普通的加锁和解锁。

读写锁：在该锁中，读操作和写操作之间是互斥的，有利于降低锁冲突的概率，提高并发能力。其中有以下三个特点

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1. 读锁和读锁之间，不会产生互斥。
2. 读锁和写锁之间，会产生互斥。
3. 写锁和写锁之间，会产生互斥。

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synchronized 实现原理

synchronized既是悲观锁，也是乐观锁；既是轻量级锁，也是重量级锁；轻量级锁是自旋锁实现，重量级锁是挂起等待锁实现。

锁的自适应

synchronized拥有自适应的功能，会根据不同的情况进行升级。这个升级过程分为四步。

1. 未加锁的状态
2. 当调用synchronzied的时候，就会尝试加锁，这时叫做偏向锁，即“似锁非锁“，处于不锁和锁之间的中间态。当不需要锁的时候，就不加锁；当遇到锁冲突的时候，马上加锁升级为轻量级锁。
3. 轻量级锁是最初步的锁，所需要的工作较少。
4. 当冲突进一步提升，锁升级为重量级锁。
5. 在上述的锁升级过程中，锁不能降级只能升级。

三、锁消除

锁消除是编译器的优化策略。在进行加锁操作后，编译器会对当前代码进行判定，判断这个地方到底需不需要锁，如果不需要就优化掉加锁操作。

锁粗化

锁粗化也属于一种优化策略。在部分逻辑中，需要频繁的加锁解锁。编译器会自动将多个细粒度的锁合并成一次粗粒度的锁。
伪代码如下图所示

CAS指令

CAS(compare and swap) 属于一条cpu原子指令，负责完成比较和交换操作。
在JVM中对CAS指令进行封装，以便Java代码中可以使用CAS操作。承载CAS指令的载体之一就是**原子类(Atomic) **。
以子类AtomicInteger进行解释，对int进行封装，此时无论是++还是–等一系列操作都是原子的。这也保证了线程安全的操作。
下面为代码案例

public static void main(String[] args) {
        //原子类
        AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
        //count++
        count.getAndIncrement();
        //++count
        count.incrementAndGet();
        //count--
        count.getAndDecrement();
        //--count
        count.decrementAndGet();
        //count += 10
        count.getAndAdd(10);
        System.out.println(count);
    }

注意事项：在CAS中，通过比较 发现相等之后进行交换，但是相等并不等于没有交换过。或许在这个指令执行之前，数据改变过又改变回来了。

总结

原子类源码 ☞原子类代码