摘要：撤銷鎖偏向鎖使用了一種等到競爭出現(xiàn)才釋放鎖的機制，所以當(dāng)其他線程嘗試競爭偏向鎖時，持有偏向鎖的線程才會釋放鎖。輕量級鎖線程在執(zhí)行同步代碼塊之前，會先在當(dāng)前線程的棧楨中創(chuàng)建用于存儲鎖記錄的空間，并將對象頭中的復(fù)制到鎖記錄中，官方稱為。

作者前面也寫了幾篇關(guān)于Java并發(fā)編程，以及線程和volatil的基礎(chǔ)知識，有興趣可以閱讀作者的原文博客，今天關(guān)于Java中的兩種鎖進行詳解，希望對你有所幫助

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在上一章中說了volatile，在多線程下可以保證變量的可見性，但是不能保證原子性，下面一段代碼說明：

運行上面代碼，會發(fā)現(xiàn)輸出flag的值不是理想中10000，雖然volatile寫入時候會通知其他線程的工作內(nèi)存值無效，從主內(nèi)存重寫讀取。i++是三步操作，讀取-賦值-寫入不能保證原子性。原子性：不能被中斷要么成功要么失敗。

比如此時主內(nèi)存的flag值10，線程1和線程2讀取到自己工作內(nèi)存都是10，然后線程1在進行賦值的時候，線程2執(zhí)行了，這時線程2發(fā)現(xiàn)自己內(nèi)存的值和主內(nèi)存的值一樣，并沒有修改，然后賦值寫入11，此時線程1運行，因為之前讀過了，會往下繼續(xù)運行寫入也是11。那么兩個線程相當(dāng)于只增加了一次。要想達到理想值，只需要修改public synchronized void increase() { flag++; }就行了。

Java提供的一種原子性性內(nèi)置鎖，Java每個對象都可以把它當(dāng)做是監(jiān)視器鎖，線程代碼執(zhí)行在進入synchronized代碼塊時候會自動獲取內(nèi)部鎖，這個時候其他線程訪問時候會被阻塞到隊列，直到進入synchronized中的代碼執(zhí)行完畢或者拋出異?；蛘哒{(diào)用了wait方法，都會釋放鎖資源。在進入synchronized會從主內(nèi)存把變量讀取到自己工作內(nèi)存，在退出的時候會把工作內(nèi)存的值寫入到主內(nèi)存，保證了原子性。

編譯后執(zhí)行javap -v Test.class就會發(fā)現(xiàn)兩條指令。

synchronized是使用一種monitor機制，在進入鎖時候先執(zhí)行monitorenter指令。退出的時候執(zhí)行monitorexit指令。synchronized是可重入鎖，每個對象中都含有一個計數(shù)器當(dāng)前線程再次獲取鎖，計數(shù)器+1，退出時候計算器-1，直到計數(shù)器為0才釋放鎖資源，喚醒其他線程來爭搶資源。任意一個對象都擁有自己的監(jiān)視器，只有在線程獲取到監(jiān)視器鎖時才會進入代碼中，否則就進入阻塞狀態(tài)。

對于普通方法，鎖是當(dāng)前類實例對象。

對于靜態(tài)方法，鎖是當(dāng)前類對象。

對于同步代碼塊，鎖是synchronized括號里的對象。

synchronized在1.6以前是重量級鎖，當(dāng)前只有一個線程執(zhí)行，其他線程阻塞。為了減少獲得鎖和釋放鎖帶來的性能問題，而引入了偏向鎖、輕量級鎖以及鎖的存儲過程和升級過程。在1.6后鎖分為了無鎖、偏向鎖、輕量鎖、重量鎖，鎖的狀態(tài)在多線程競爭的情況下會逐漸升級，只能升級而不能降級，這樣是為了提高鎖獲取和釋放的效率。

synchronized的鎖是存貯在Java對象頭里的，如果對象是數(shù)組類型，則虛擬機用3個字寬（Word）存儲對象頭，如果對象是非數(shù)組類型，則用2字寬存儲對象頭。1個字寬等于4個字節(jié)。

Java對象頭中的Mark Word里默認存儲了對象是HashCode、分代年齡、和鎖標(biāo)記。

在運行的時候，Mark Word里存儲的數(shù)據(jù)會隨著鎖標(biāo)志位的變化而變化，可能會變化為存儲以下四種形式。

偏向鎖的意思未來只有一個線程使用鎖，不會有其他線程來爭取。

獲取鎖：

首先檢查Mark word中鎖的標(biāo)志是否為01。

如果是01，判斷對象頭的Mark word記錄是否為當(dāng)前線程ID，如果是執(zhí)行5，否則執(zhí)行3.

線程ID并未只指向自己，發(fā)送CAS競爭，如果競爭成功，則將Mark Word中線程ID設(shè)置為當(dāng)前線程ID，執(zhí)行5；如果未成功執(zhí)行4。

當(dāng)?shù)竭_全局安全點（在這個時間點上沒有正在執(zhí)行的字節(jié)碼）時獲得偏向鎖的線程被掛起，偏向鎖升級為輕量級鎖，然后被阻塞在安全點的線程繼續(xù)往下執(zhí)行同步代碼。

執(zhí)行同步代碼。

撤銷鎖：偏向鎖使用了一種等到競爭出現(xiàn)才釋放鎖的機制，所以當(dāng)其他線程嘗試競爭偏向鎖時，持有偏向鎖的線程才會釋放鎖。需要等待全局安全點，它首先暫停原持有偏向鎖的線程，然后檢查線程是否還在活著，如果線程處于未活動狀態(tài)，則釋放鎖標(biāo)記，如果處于活動狀態(tài)則升級為輕量級鎖。

CAS全稱是Compare And Swap 即比較并交換，使用樂觀鎖機制，包含三個操作數(shù) —— 內(nèi)存位置（V）、預(yù)期原值（A）和新值(B)。 如果內(nèi)存位置的值與預(yù)期原值相匹配，那么才會將該位置值更新為新值 。否則，處理器不做任何操作。

線程在執(zhí)行同步代碼塊之前，JVM會先在當(dāng)前線程的棧楨中創(chuàng)建用于存儲鎖記錄的空間，并將對象頭中的Mark Word復(fù)制到鎖記錄中，官方稱為Displaced Mark Word。

加鎖：

CAS修改Mark Word，如果成功指向棧中鎖記錄的指針執(zhí)行3，如果失敗執(zhí)行2.

發(fā)生自旋，自旋到一定次數(shù)，如果修改成功執(zhí)行3，否則鎖膨脹為重量級鎖。

執(zhí)行同步代碼塊。

解鎖：
輕量級解鎖時，會使用原子的CAS操作將Displaced Mark Word替換回到對象頭，如果成功，則表示沒有競爭發(fā)生。如果失敗，表示當(dāng)前鎖存在競爭，鎖就會膨脹成重量級鎖。

它是在1.5之后提供的一個獨占鎖接口，它的實現(xiàn)類是ReentrantLock，相比較synchronized這種隱式鎖（不用手動加鎖和釋放鎖）的便捷性，但是提供了更加鎖的可操作性、可中斷的獲取鎖以及超時獲取鎖等多種synchronized不具備的特性。

在finally中釋放鎖，目的保證獲取鎖最終被釋放。不要在獲取鎖寫在try里，因為如果在獲取鎖時發(fā)生了異常，異常拋出的同時，也會導(dǎo)致鎖無故釋放。

AQS是隊列同步器（AbstractQueuedSynchronizer），是用來構(gòu)建鎖或者其他同步器的基礎(chǔ)框架，它使用了一個int成員變量表示同步狀態(tài)，通過內(nèi)置的FIFO隊列來完成資源獲取的線程排隊工作問題。AQS在內(nèi)部維護了一個單一的狀態(tài)信息state，可以通過getState、setState、compareAndSetState（CAS操作）修改此值，對于ReentrantLock來說，state可以用來表示當(dāng)前線程獲取鎖的可重入次數(shù)。ReentrantLock中當(dāng)一個線程獲取了鎖，在AQS的內(nèi)部會進行compareAndSetState將state變?yōu)?，如果再次獲取就設(shè)置為2，釋放鎖也會去修改state值，只有當(dāng)值變?yōu)?時，其他線程才能獲得鎖。

AQS底層維護state和隊列來實現(xiàn)獨占和共享兩種鎖。

獨占鎖：每次只能有一個線程能持有鎖，如lock、synchronized。
共享鎖：允許多個線程同時獲取鎖，并發(fā)訪問共享資源，如ReadWriteLock。

lock分為公平鎖和非公平鎖，實現(xiàn)了AQS接口，通過FIFO設(shè)置鎖的優(yōu)先級。

公平鎖：根據(jù)線程獲取鎖的時間來判斷，等待時間越久的線程優(yōu)先被執(zhí)行。Lock中初始化的時候ReentrantLock（true），默認為false，效率較低因為需要判斷線程的等待時間。

非公平鎖：搶占鎖資源，不能保證獲取鎖的線程優(yōu)先級，效率較高，因為獲取鎖是競爭的。

synchronized是Java的關(guān)鍵字，lock是提供的類。

synchronized提供不需要手動加鎖和釋放的隱式鎖，釋放鎖的條件是代碼執(zhí)行完或者拋出異常自動釋放。lock必須手動加鎖和釋放鎖，另外還提供了可中斷鎖、超時獲取鎖、判斷鎖狀態(tài)。

synchronized是可重入、不可中斷、非公平，lock是可重入、可中斷、公平（兩者皆可）

synchronized適合代碼量少的同步，lock適合代碼量同步多的。**

還記得在Java并發(fā)二中有一道生產(chǎn)者消費者，使用的是synchronized+wait（notify），lock中也提供了這種等待通知類型的方法await和signal，當(dāng)前線程調(diào)用這些方法時，需要提前獲取到Condition對象關(guān)聯(lián)的鎖，Condition是依賴于Lock對象，調(diào)用lock對象中的newCondition。

老樣子還是先定義一個容器：

生產(chǎn)者：啟5個線程往容器里添加數(shù)據(jù)。

消費者：啟10線程消費數(shù)據(jù)

注釋基本明確，就不多說了。wait和notify是配合synchronized使用，await和signal是配合lock使用，區(qū)別在于喚醒時notify不能指定線程喚醒，signal可以喚醒具體的線程，更小的粒度控制鎖。

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