Java锁与并发

锁的基本概念

保护临界区资源不会被多个线程同时访问时而受到破坏。通过锁，可以让多个线程排队。一个一个地进入临界区访问目标对象，使目标对象的状态总是保持一致。

线程安全

无论多个线程如何访问目标对象，目标对象的状态始终保持一致，线程的行为也总是正确的，这说明线程是安全的。 1.关键字Synchronized保证每次只有一个线程访问实例，确保多线程中对象内部数据的一致性。

对象头和锁

在Java虚拟机的实现中，每个对象都有一个对象头，用于保存对象的系统信息，对象头中有一个称为Mark Word的部分，它是实现锁的关键，存放对象的哈希值、对象年龄、锁的指针等信息。 一个对象是否占用锁，占用哪个锁就记录在这个Mark Word.

偏向锁

如果程序没有竞争，则取消之前已经取得锁的线程同步操作。也就是说，若某一锁被线程获取后，便进入偏向模式，当线程再次请求这个锁时，无需再进行相关的同步操作，节省了操作时间。如果在此之前其他线程请求了锁，则锁退出偏向模式。

轻量级锁

如果偏向锁失败，Java虚拟机会让线程申请轻量级锁 当需要判断某一线程是否持有该对象锁时，也只需简单地判断对象头的指针是否在当前线程的栈地址范围即可。

膨胀锁

当轻量级锁失败，虚拟机就会使用重量级锁。

自旋锁

自旋锁可以使线程在没有取得锁时，不被挂起，而转而去执行一个空循环，在若干个循环后，线程如果可以获得锁，则继续执行，若线程依然不能获得锁，才会被挂起。

锁消除

Java虚拟机在JIT编译时，通过对运行上下文的扫描，去除不可能存在共享资源的竞争的锁。通过锁消除，可以节省毫无意义的请求锁时间。