Java基础锁

　　概览
　　锁图读写锁
　　读写锁final ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock(); // 读锁 lock.readLock().lock(); // 释放锁 lock.readLock().unlock();乐观锁
　　乐观锁// 如Java中的原子类，如 AtomicInteger里面的 compareAndSet public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {   return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update); }悲观锁
　　悲观锁自旋锁
　　自旋锁可重入锁
　　可重入锁（递归锁）重量级锁
　　重量级锁轻量级锁
　　轻量级锁共享锁
　　共享锁独占锁
　　独占锁公平锁
　　公平锁非公平锁
　　非公平锁
　　备注：图片来自BI数据分析锁升级过程
　　Java对象的锁信息存储在对象头中的Mark Word字段中。Mark Word 里默认存储对象的HashCode、分代年龄和锁标记位。32位JVM的Mark Word的默认存储结构如下图：
　　32位JVM的Mark Word的默认存储结构
　　我们需要明确一点：偏向锁、轻量级锁、重量级锁只针对synchronized。
　　Java中锁的状态有四种： 1.无锁状态2.偏向锁
　　顾名思义，偏向某一个线程，当线程数目不多的时候，由于反复获取锁会使得我们的运行效率下降，于是出现了偏向级锁。JVM使用CAS操作把线程ID记录到对象的Mark Word 当中，并修改标识位，那么当前线程就拥有了这把锁。
　　偏向锁
　　偏向级锁不需要操作系统 的介入，JVM使用CAS 操作将线程ID放入对象的Mark Word字段中，于是线程获得了锁，可以执行synchronized代码块的内容，当线程再次执行到这个synchronized的时候，JVM通过锁对象的Mark Word 判断 ：当前线程ID还存在，还持有这个对象的锁，于是就可以继续进入临界区执行，而不需要再次获得锁
　　偏向锁，在没有别的线程竞争的时候，一直偏向当前线程，当前线程就可以一直进入synchronized修饰的代码块一直运行。
　　如果在运行中，遇到了其他线程抢占锁，则持有偏向锁的线程会被挂起，JVM会消除它身上的偏向锁，将锁升级到轻量级锁 。
　　偏向级锁就是为了消除资源无竞争情况下的同步原语，进一步提高了程序的运行性能。 3.自旋锁（轻量级锁）
　　轻量级锁是由偏向级锁升级来的 ，当一个线程运行同步代码块时，另一个线程也加入想要运行这个同步代码块时，偏向锁就会升级为轻量级锁。
　　首先，JVM会将锁对象的Mark Word恢复成为无锁状态，在当前两线程的栈帧中各自分配一个空间，叫做Lock Record ，把锁对象account的Mark Word在两线程的栈帧中各自复制了一份，官方称为：Displaced Mark Word
　　然后一个线程尝试使用CAS将对象头中的Mak Word替换为指向锁记录的指针，如果替换成功，则当前线程获得锁，如果失败，则当前线程自旋重新尝试获取锁。当自旋获取锁仍然失败时，表示存在其他线程竞争锁(两个或两个以上线程竞争同一个锁)，则轻量级锁会膨胀成重量级锁
　　举个例子： 线程A、线程B同时想要执行一个同步代码块，假设线程A抢到了锁，则线程A的Lock Record的地址会被CAS操作放到了锁对象Mark Word中，并且将锁标志位改为00 ，这意味着线程A就获取到了该锁，可以执行同步代码块。而线程B没有抢到锁，但是线程B不会阻塞，而是通过自旋的方式，等待获取锁 。(一般默认自旋10次)，如果线程A释放掉锁，则将线程A中的Displaced mark word使用CAS复制回锁对象的Mark Word字段，此时线程B就可以获取锁对象，如果线程B还没有获取成功，则说明同时存在两个或两个以上的线程同时竞争这一把锁，轻量级锁会升级成为重量级锁。
　　轻量级锁4.重量级锁
　　当多个线程 竞争同一个锁时，会导致除锁的拥有者外，其余线程都会自旋，这将导致自旋次数过多，cpu效率下降，所以会将锁升级为重量级锁。
　　重量级锁需要操作系统的介入 ，依赖操作系统底层的Muptex Lock 。JVM会创建一个monitor对象，把这个对象的地址更新到Mark Word中 。
　　当一个线程获取了该锁后，其余线程想要获取锁，必须等到这个线程释放锁后才可能获取到，没有获取到锁的线程，就进入了阻塞状态。
　　重量级锁
　　Java中默认每个对象都关联一个同步监视器（monitor） ，即每个对象都可作为一个锁。不加锁的时候，就是无锁状态 ，加锁之后有一个线程访问时则升级为偏向锁 ，就是偏向第一个访问的线程。随着访问的线程变多，就升级为自旋锁 。说下自旋锁，在Java最初的版本中，自旋锁中有两个重要的参数，一个就是自旋次数，默认是10 ，当一个线程在等锁时会不停的自旋（底层就是一个while循环），当自旋的线程达到CPU核数的1/2 时，就会升级为重量级锁----synchronized 。但在jdk1.6之后改为自适应自旋，自旋次数是根据程序历史数据等等判断自旋的数量。
　　自旋就像你去上厕所，发现里面有人，然后你就提着裤子转圈，当上厕所的人多了，一堆人在外面提裤子转，当人数变得多时（肯定有一个上限），就得大管家（操作系统）出面，掏出它那令人畏惧的大锁Synchronized，来管理这些上厕所的人（线程）了。
　　为什么会有两种锁？既然有轻重之分，其实是在效率上要考虑的问题，你想啊，jvm能自己即时处理的问题，再麻烦操作系统，找操作系统申请重量级锁是花费时间的。
　　执行时间长的，线程多的情况下---->重量级锁（悲观锁）
　　执行时间短，线程少的情况下---->自旋锁(乐观锁)
　　注意：锁只能升级而不能降级，即一个锁从偏向级锁升级到轻量锁时，不能再重新回到偏向级锁。