秋招之路8：JAVA锁体系和AQS抽象队列同步器
内容导读
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内容图文
整个的体系图
悲观锁，乐观锁
是一个广义概念；体现的是看待线程同步的不同角度。
悲观锁
认为在自己使用数据的时候一定有别的线程来修改数据，在获取数据的时候会先加锁，确保数据不被别的线程修改。
实现：关键字synchronized,接口Lock的实现类
适用场景：写操作多，先加锁可以保证写操作时的数据正确。
乐观锁
认为自己在使用数据的时候不会有别的线程修改数据，所以不会添加锁，只是在更新数据的时候去判断之前有没有别的线程更新了这个数据。
实现：CAS算法，例如AtomicInteger类的原子自增是通过CAS自旋实现
适用场景：读操作比较多，不加锁的特点能使读操作性能大幅提升。
悲观锁，乐观锁的执行流程
CAS算法
全名：Compare And Swap
也叫无锁算法：基于硬件原语实现，在不使用锁（没有线程被阻塞）的情况下，实现多线程之间的变量同步。
jdk中实现：java.util.concurrent包中的原子类（AtomicInteger）就是通过CAS来实现了乐观锁。
实现原理
算法设计的三个操作数
需要读写的内存值V
进行比较的值（版本）A
要写入的新值B
流程如下：
如果内存位置的值V与预期原值A相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值B；
否则，不要更改该位置，只告诉我这个位置现在的值，只告诉我这个位置现在的值即可（具体//）。
具体图为：
基于CAS实现的原子类关键方法
AtomicInteger.getAndDecrement 和 Unsafe.getAndAddInt
源码：稍后补
CAS存在问题
ABA问题
因为CAS需要在操作值的时候检查下值有没有发生变化，如果没有发生变化则更新，
但是如果一个值原来是A，变成了B，又变成了A，那么使用CAS进行检查时会发现它的值没有发生变化，但是实际上却变化过。ABA问题的解决思路就是使用版本号。
在变量前面追加上版本号，每次变量更新的时候把版本号加一，那么A－B－A 就会变成1A-2B－3A。
循环开销时间长
只能保证一个共享变量的原子操作
从Java1.5开始JDK提供了AtomicReference类来保证引用对象之间的原子性，
可以把多个变量放在一个对象里来进行CAS操作。
自旋锁
它是为实现保护共享资源而提出一种锁机制。其实，自旋锁与互斥锁比较类似，它们都是为了解决对某项资源的互斥使用。无论是互斥锁，还是自旋锁，在任何时刻，最多只能有一个保持者，也就说，在任何时刻最多只能有一个执行单元获得锁。但是两者在调度机制上略有不同。对于互斥锁，如果资源已经被占用，资源申请者只能进入睡眠状态。
但是自旋锁不会引起调用者睡眠，如果自旋锁已经被别的执行单元保持，调用者就一直循环在那里看是否该自旋锁的保持者已经释放了锁，"自旋"一词就是因此而得名。
线程的上下文切换
一个重要的问题：线程切换为什么会耗资源耗时间？
- 线程切换的时候，CPU需要将此线程的所有执行状态保存起来，如线程编号，执行到的位置等，然后再去执行其它线程。
- CPU运行状态分为用户态和内核态。线程切换状态会使CPU运行状态从用户态转换到内核态。
这里面有一篇：专门讲用户态和内存态的[https://www.cnblogs.com/maxigang/p/9041080.html]。
AQS队列同步器原理
ReentrantLock中的一个内部类
其具体是基于CLH队列实现。
具体原理
AQS 是构建锁或者其他同步组件的基础框架（如 ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、Semaphore 等）, 包含了实现同步器的细节（获取同步状态、FIFO 同步队列）。AQS 的主要使用方式是继承，子类通过继承同步器，并实现它的抽象方法来管理同步状态。
- 维护一个同步状态 state。当 state > 0时，表示已经获取了锁；当state = 0 时，表示释放了锁。
- AQS 通过内置的 FIFO 同步队列来完成资源获取线程的排队工作：如果当前线程获取同步状态失败（锁）时，AQS 则会将当前线程以及等待状态等信息构造成一个节点（Node）并将其加入同步队列，同时会阻塞当前线程当同步状态释放时，则会把节点中的线程唤醒，使其再次尝试获取同步状态。
AQS 内部维护的是** CLH 双向同步队列**
具体原理图
内容总结
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