Java多線程——鎖概念與鎖優化

為了性能與使用的場景，Java實作鎖的方式有非常多。而關于鎖主要的實作包含synchronized關鍵字、AQS架構下的鎖，其中的實作都離不開以下的政策。

悲觀鎖與樂觀鎖

• 樂觀鎖。樂觀的想法，認為并發讀多寫少。每次操作的時候都不上鎖，直到更新的時候才通過CAS判斷更新。對于AQS架構下的鎖，初始就是樂觀鎖，若CAS失敗則轉化為悲觀鎖。
• 悲觀鎖。悲觀的想法，認為并發寫多讀少。每次操作資料都上鎖，即使别人想讀也要先獲得鎖才能讀。對于1.6以前的synchronized關鍵字，則是悲觀鎖的實作之一。

CAS無鎖算法

全稱為 Compare and Swap。CAS有三個操作數，記憶體值V，舊預期值（已獲得的舊資料）A，修改新值B。當且僅當V與A的值相同（compare），才能把V替換為B（Swap）。其中Java中記憶體值可以通過volatile關鍵字辨別擷取，該關鍵詞可以使變量對所有線程實時可見。

CAS算法在鎖的應用非常廣泛，java中concurrent包的高性能都是基于這個算法，可以說沒有CAS，并發包的高性能也就不存在了。

重量級鎖

悲觀鎖的一種。互斥使代碼執行可以同步，但這種方式成本比較高，涉及到作業系統的調用阻塞，會造成一些系統資源的浪費。1.6以前，在Java中的即是螢幕鎖，把.java檔案程式設計成.class檔案後能看到synchronized關鍵字就是通過monitorenter和monitorexit這個兩個位元組碼指令來實作的。

輕量級鎖

偏向鎖

自旋鎖