JAVA锁

悲观锁 & 乐观锁

• 悲观锁：认为多个线程访问同一个共享变量冲突的概率较大，会在每次访问共享变量之前都去真正加锁。Java中的 synchronized 锁 和 ReentrantLock就是悲观锁。
• 乐观锁：认为多个线程访问同一个共享变量冲突的概率不大，并不会真的加锁，而是直接尝试访问数据。在访问的同时识别当前的数据是否出现访问冲突，如果发现并发冲突，则让返回用户错误的信息，让用户决定如何去做。Java中的CAS就是乐观锁，比较当前值（主内存中的值）与预期值（当前线程中的值，主内存中值的一份拷贝）是否一样，一样则更新，否则继续进行CAS操作。

读写锁

Java 标准库提供了 ReentrantReadWriteLock 类, 实现了读写锁。ReentrantReadWriteLock.ReadLock 类表示一个读锁， ReentrantReadWriteLock.WriteLock 类表示一个写锁。这两个对象提供了 lock / unlock 方法进行加锁解锁。读写锁就是把读操作和写操作区分对待：

• 读加锁和读加锁之间，不互斥。
• 写加锁和写加锁之间，互斥。
• 读加锁和写加锁之间，互斥。

轻量级锁 & 重量级锁

• 重量级锁：加锁机制重度依赖了 OS 提供的 mutex，存在大量的内核态用户态切换，很容易引发线程的调度。这两个操作, 成本比较高。synchronized 锁就是重量级锁。
• 轻量级锁：轻量级锁是在无竞争的情况下使用 CAS 操作去消除同步使用的互斥量，轻量级是相对于使用操作系统互斥量来实现的重量级锁而言的。在没有多线程竞争的前提下，减少传统的重量级锁使用操作系统互斥量产生的性能消耗。如果出现两条以上的线程争用同一个锁的情况，那轻量级锁将不会有效，必须膨胀为重量级锁。

自旋锁

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短的时间内到来，一旦锁被其他线程释放，就能第一时间获取到锁。自旋锁是典型的轻量级锁，它没有放弃 CPU，不涉及线程阻塞和调度。但是如果锁被其他线程持有时间较长的话，就会浪费 CPU 资源。当CAS操作时，比较操作失败后就是执行的自旋等待。

可重入锁

当线程获取了锁资源后，再次尝试去获取时，直接引用计数加一，不用等待自身放弃，避免了死锁。ReentrantLock、synchronized 锁都是可重入锁。

偏向锁

偏向锁是JDK6时加入的一种锁优化机制： 在无竞争的情况下把整个同步都消除掉，连CAS操作都不去做了。这个锁会偏向于第一个获得它的线程，如果在接下来的执行过程中，该锁一直没有被其他的线程获取，则持有偏向锁的线程将永远不需要再进行同步。持有偏向锁的线程以后每次进入这个锁相关的同步块时，虚拟机都可以不再进行任何同步操作（例如加锁、解锁及对Mark Word的更新操作等）。

同步锁

同步锁表示并发执行的多个线程，在同一时间内只允许一个线程访问共享数据。在java中 synchronized 锁就是同步锁。synchronized 锁会根据线程竞争情况进行升级，升级过程为：

• 无锁态：当对象被实例化时，没有任何线程对其进行访问，此时处于无锁状态。
• 无锁态 - 偏向锁：当某个线程第一次访问对象时，会将该线程的ID记录在对象的标记字段中，之后该线程再次访问时，会直接获取锁，无需竞争。
• 偏向锁 - 轻量级锁：当多个线程对同一个对象进行竞争访问时，会升级为轻量级锁。轻量级锁使用CAS（Compare and Swap）操作来进行加锁和解锁，避免了线程的阻塞和唤醒带来的开销。
• 轻量级锁 - 重量级锁：当轻量级锁的竞争变得激烈时，升级为重量级锁。重量级锁会使用操作系统的互斥量（Mutex）来实现，包含一个等待队列，当一个线程获取了锁，其他线程需要等待锁的释放。