1.Synchronized 锁
底层是 monitor 监视器，每一个对象再创立的时候都会常见一个 monitor 监视器，在应用 synchronized 代码块的时候，会在代码块的前后产生一个 monitorEnter 和 monitorexit 指令，来标识这是一个同步代码块。
1.1 执行流程
线程遇到同步代码块，给这个对象 monitor 对象加 1，当线程退出以后代码块当前，给这个对象的monitor 对象减一，如果 monitor 指令的值为 0 则以后线程开释锁。
1.2 反编译源码
同步代码块反编译
public void test01(){synchronized (this){int num = 1 ;}
}
两次 monitorexit 的作用是防止同步代码块无奈跳出，因而存在两种，失常退出和异样退出
同步办法反编译
public synchronized void test01(){int num = 1 ;}
能够发现其没有在同步办法前后增加 monitor 指令，然而在其底层实际上也是通过 monitor 指令实现的，只不过相较于同步代码块来说，他是隐式的。
1.3 锁降级
在 JDK1.5 的时候对于 synchronzied 做了一系列优化操作，减少了诸如：偏差锁，轻量级锁，自旋锁，锁粗化，重量级锁的概念。
1.3.1 偏差锁
在一个线程在执行获取锁的时候，以后线程会在 monitor 对象中存储指向该线程的 ID。当线程再次进入的时候，不须要通过 CAS 的办法再来进行加锁或者解锁，而是检测偏差锁的 ID 是不是以后要进行的线程，如果是，间接进入。
偏差锁，实用于一个线程执行工作的状况
在 JDK1.6 中，默认是开启的。能够通过 -XX:-UseBiasedLocking=false 参数敞开偏差锁
1.3.2 轻量级锁
轻量级锁是指锁为偏差锁的时候，该锁被其余线程尝试获取，此时偏差锁降级为轻量级锁，其余线程会通过自旋的形式尝试获取锁，线程不会阻塞，从而提供性能
降级为轻量级锁的状况有两种：
- 敞开偏差锁
- 有多个线程竞争偏差锁的时候
具体实现：
线程进行代码块当前，如果同步对象锁状态为无锁的状态，虚拟机将首先在以后线程的栈帧中创立一个锁记录的空间。这个空间内存储了以后获取锁的对象。
应用状况：
两个线程的相互拜访
1.3.3 重量级锁
在有超过 2 个线程拜访同一把锁的时候，锁主动降级为重量级锁，也就是传统的synchronized，此时其余未获取锁的线程会陷入期待状态，不可被中断。
因为依赖于 monitor 指令，所以其耗费系统资源比拟大
下面的三个阶段就是锁降级的过程
1.3.4 锁粗化
当在一个循环中，咱们屡次应用对同一个代码进行加锁，这个时候，JVM 会主动实现锁粗化，即在循环外进行增加同步代码块。
代码案例：
锁粗化之前：
for (int i = 0; i < 10; i++) {synchronized (LockBigDemo.class){System.out.println();
}
}锁粗化之后：
synchronized (LockBigDemo.class){for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println();
}
}本次对于 synchronized 的底层原理没有以代码的形式开展，之后笔者会出一篇 synchronized 底层原理分析的文章
2. Lock 锁
一个类级别的锁，须要手动开释锁。能够选择性的抉择设置为偏心锁或者不偏心锁。期待线程能够被打断。
底层是基于 AQS+AOS。AQS 类实现具体的加锁逻辑，AOS保留获取锁的线程信息
2.1 ReentrantLock
咱们以 ReentrantLock 为例解析一下其加锁的过程。
2.1.1 lock 办法
首先通过 ReentrantLock 的构造方法的布尔值判断创立的锁是偏心锁还是非偏心锁。
假如当初创立的是非偏心锁，他首先会判断锁有没有被获取，如果没有被获取，则间接获取锁；
如果锁曾经被获取，执行一次自旋，尝试获取锁。
如果锁曾经被获取，则将以后线程封装为 AQS 队列的一个节点，而后判断以后节点的前驱节点是不是 HEAD 节点，如果是，尝试获取锁；如果不是。则寻找一个平安点（线程状态位 SIGNAL=-1 的节点）。
开始一直自旋。判断前节点是不是 HEAD 节点，如果是获取锁，如果不是挂起。
源码解读：
- 非偏心锁
lock
final void lock() {
// 判断是否存在锁
if (compareAndSetState(0, 1))
// 获取锁
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
acquire(1);
}public final void acquire(int arg) {if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();}// 非偏心锁的自旋逻辑
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {return nonfairTryAcquire(acquires);
}
final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {final Thread current = Thread.currentThread();
// 获取锁状态
int c = getState();
// 如果锁没被获取，获取锁
if (c == 0) {if (compareAndSetState(0, acquires)) {setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
// 以后线程曾经获取到了锁
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
// 线程进入次数减少
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0) // overflow
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);
return true;
}
return false;
}// 将线程封装为一个线程节点，传入锁模式，排他或者共享
private Node addWaiter(Node mode) {Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
// 获取尾节点
Node pred = tail;
// 如果尾节点不为 Null，间接将这个线程节点增加到队尾
if (pred != null) {
node.prev = pred;
if (compareAndSetTail(pred, node)) {
pred.next = node;
return node;
}
}
// 为空，自旋设置尾节点
enq(node);
return node;
}
private Node enq(final Node node) {for (;;) {
Node t = tail;
// 初始化
if (t == null) { // Must initialize
if (compareAndSetHead(new Node()))
tail = head;
} else {
node.prev = t;
// 将头结点和尾结点都设置为以后节点
if (compareAndSetTail(t, node)) {
t.next = node;
return t;
}
}
}
}// 尝试入队
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
// 获取节点的前驱节点，如果前驱节点为 head 节点，则尝试获取锁
final Node p = node.predecessor();
if (p == head && tryAcquire(arg)) {setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
// 如果不是，寻找平安位
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
int ws = pred.waitStatus;
// 前驱节点曾经平安
if (ws == Node.SIGNAL)
return true;
// 前驱节点不平安，寻找一个线程状态为 `Signal` 的节点作为前驱节点
if (ws > 0) {
do {node.prev = pred = pred.prev;} while (pred.waitStatus > 0);
pred.next = node;
} else {
// 否则间接设置这个前驱节点的线程期待状态值
compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
}
return false;
}
// 中断线程
private final boolean parkAndCheckInterrupt() {LockSupport.park(this);
return Thread.interrupted();}
2.1.2 unlock 办法
代码解读：
public void unlock() {sync.release(1);
}public final boolean release(int arg) {
// 尝试开释锁
if (tryRelease(arg)) {
// 获取队列头元素，唤醒该线程节点，执行工作
Node h = head;
if (h != null && h.waitStatus != 0)
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}protected final boolean tryRelease(int releases) {int c = getState() - releases;
// 判断是否为以后线程领有锁
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
throw new IllegalMonitorStateException();
boolean free = false;
// 开释胜利
if (c == 0) {
free = true;
setExclusiveOwnerThread(null);
}
setState(c);
return free;
}private void unparkSuccessor(Node node) {
int ws = node.waitStatus;
if (ws < 0)
compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);
Node s = node.next;
if (s == null || s.waitStatus > 0) {
s = null;
for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev)
if (t.waitStatus <= 0)
s = t;
}
// 唤醒下一个节点
if (s != null)
LockSupport.unpark(s.thread);
}2.1.3 Node 节点
/** 共享锁，读锁应用 */
static final Node SHARED = new Node();
/** 独占锁 */
static final Node EXCLUSIVE = null;
/** 不平安线程 */
static final int CANCELLED = 1;
/** 须要进行线程唤醒的线程 */
static final int SIGNAL = -1;
/**condition 期待中 */
static final int CONDITION = -2;
// 线程期待状态
volatile int waitStatus;
volatile Node prev;
volatile Node next;
volatile Thread thread;
Node nextWaiter;3. Lock 锁和 Synchronized 的区别
Lock锁是 API 层面，synchronized是CPU源语级别的Lock锁期待线程能够被中断，synchronized期待线程不能够被中断Lock锁能够指定偏心锁和非偏心锁，synchronized只能为非偏心锁Lock锁须要被动开释锁，synchronized执行完代码块当前主动开释锁
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