二、Synchronized、volatile、Lock(ReentrantLock)相关

• 自旋锁： 线程自旋说白了就是让CPU在做无用功，比如：可以执行几次for循环，可以执行几条空的汇编指令，目的是占着CPU不放，等待获取锁的机会。如果旋的时间过长会影响整体性能，时间过短又达不到延迟阻塞的目的。
• 偏向锁： 偏向锁就是一旦线程第一次获得了监视对象，之后让监视对象“偏向”这个线程，之后的多次调用则可以避免CAS操作，说白了就是置个变量，如果发现为true则无需再走各种加锁/解锁流程。
• 轻量级锁： 轻量级锁是由偏向所升级来的，偏向锁运行在一个线程进入同步块的情况下，当第二个线程加入锁竞争用的时候，偏向锁就会升级为轻量级锁；
• 重量级锁： 重量锁在JVM中又叫对象监视器（Monitor），它很像C中的Mutex，除了具备Mutex(0|1)互斥的功能，它还负责实现了Semaphore(信号量)的功能，也就是说它至少包含一个竞争锁的队列，和一个信号阻塞队列（wait队列），前者负责做互斥，后一个用于做线程同步。

public class Widget {
    // 锁住了
    public synchronized void doSomething() {
        ...
    }
}
public class LoggingWidget extends Widget {
    // 锁住了
    public synchronized void doSomething() {
        System.out.println(toString() + ": calling doSomething");
        super.doSomething();
    }
}

• 首先，要记住这个差别，“sleep是Thread类的方法,wait是Object类中定义的方法”。尽管这两个方法都会影响线程的执行行为，但是本质上是有区别的。
• Thread.sleep不会导致锁行为的改变，如果当前线程是拥有锁的，那么Thread.sleep不会让线程释放锁。如果能够帮助你记忆的话，可以简单认为和锁相关的方法都定义在Object类中，因此调用Thread.sleep是不会影响锁的相关行为。
• Thread.sleep和Object.wait都会暂停当前的线程，对于CPU资源来说，不管是哪种方式暂停的线程，都表示它暂时不再需要CPU的执行时间。OS会将执行时间分配给其它线程。区别是，调用wait后，需要别的线程执行notify/notifyAll才能够重新获得CPU执行时间。
• 线程的状态参考 Thread.State的定义。新创建的但是没有执行（还没有调用start())的线程处于“就绪”，或者说Thread.State.NEW状态。
• Thread.State.BLOCKED（阻塞）表示线程正在获取锁时，因为锁不能获取到而被迫暂停执行下面的指令，一直等到这个锁被别的线程释放。BLOCKED状态下线程，OS调度机制需要决定下一个能够获取锁的线程是哪个，这种情况下，就是产生锁的争用，无论如何这都是很耗时的操作。

• 防止CPU指令重排序

• 保证被volatile修饰的变量对所有线程都是可见的
• 禁止进行指令重排序

• 由于volatile修饰的变量在各个线程里都是一致的，所以基于volatile变量的运算在多线程并发的情况下是安全的。
• 这句话的前半部分是对的，后半部分却错了，因此它忘记考虑变量的操作是否具有原子性这一问题。

private volatile int start = 0;
private void volatile Keyword() {
    Runnable runnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                start++;
            }
        }
    };
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        Thread thread = new Thread(runnable);
        thread.start();
    }
    Log.d(TAG, "start = " + start);
}

• 取出start的值，因为有volatile的修饰，这时候的值是正确的。
• 自增，但是自增的时候，别的线程可能已经把start加大了，这种情况下就有可能把较小的start写回主内存中。 所以volatile只能保证可见性，在不符合以下场景下我们依然需要通过加锁来保证原子性：
  • 运算结果并不依赖变量当前的值，或者只有单一线程修改变量的值。（要么结果不依赖当前值，要么操作是原子性的，要么只要一个线程修改变量的值）
  • 变量不需要与其他状态变量共同参与不变约束 比方说我们会在线程里加个boolean变量，来判断线程是否停止，这种情况就非常适合使用volatile。

• 指令重排序是指指令乱序执行，即在条件允许的情况下直接运行当前有能力立即执行的后续指令，避开为获取一条指令所需数据而造成的等待，通过乱序执行的技术提供执行效率。
• 指令重排序会在被volatile修饰的变量的赋值操作前，添加一个内存屏障，指令重排序时不能把后面的指令重排序移到内存屏障之前的位置。

1. 保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性即一个线程修改了某个变量的值，这新值对其他线程来是立即可见的。
2. 禁止进行指令重排序。

1. volatile 仅能使用在变量级别；synchronized则可以使用在变量、方法、和类级别的。
2. volatile 仅能实现变量的修改可见性，并不能保证原子性；synchronized 则可以保证变量的修改可见性和原子性。
3. volatile 不会造成线程的阻塞；synchronized 可能会造成线程的阻塞。
4. volatile 标记的变量不会被编译器优化；synchronized标记的变量可以被编译器优化。

1. 先获取state值，若为0，意味着此时没有线程获取到资源，CAS将其设置为1，设置成功则代表获取到排他锁了；
2. 若state大于0，肯定有线程已经抢占到资源了，此时再去判断是否就是自己抢占的，是的话，state累加，返回true，重入成功，state的值即是线程重入的次数；
3. 其他情况，则获取锁失败。

• 若state值为0，表示当前线程已完全释放干净，返回true，上层的AQS会意识到资源已空出。若不为0，则表示线程还占有资源，只不过将此次重入的资源的释放了而已，返回false。
• ReentrantLock是一种可重入的，可实现公平性的互斥锁，它的设计基于AQS框架，可重入和公平性的实现逻辑都不难理解，每重入一次，state就加1，当然在释放的时候，也得一层一层释放。至于公平性，在尝试获取锁的时候多了一个判断：是否有比自己申请早的线程在同步队列中等待，若有，去等待；若没有，才允许去抢占。

public class Singleton {
    // volatile保证了：1 instance在多线程并发的可见性 2 禁止instance在操作是的指令重排序
    private volatile static Singleton instance;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance() {
        // 第一次判空，保证不必要的同步
        if (instance == null) {
            // synchronized对Singleton加全局锁，保证每次只要一个线程创建实例
            synchronized (Singleton.class) {
                // 第二次判空时为了在null的情况下创建实例
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

• synchronized代码块： 同步代码块，作用范围是整个代码块，作用对象是调用这个代码块的对象。
• synchronized方法： 同步方法，作用范围是整个方法，作用对象是调用这个方法的对象。
• synchronized静态方法： 同步静态方法，作用范围是整个静态方法，作用对象是调用这个类的所有对象。
• synchronized(this)： 作用范围是该对象中所有被synchronized标记的变量、方法或代码块，作用对象是对象本身。
• synchronized(ClassName.class)： 作用范围是静态的方法或者静态变量，作用对象是Class对象。

• 对象锁：Java的所有对象都含有1个互斥锁，这个锁由JVM自动获取和释放。线程进入synchronized方法的时候获取该对象的锁，当然如果已经有线程获取了这个对象的锁那么当前线程会等待；synchronized方法正常返回或者抛异常而终止，JVM会自动释放对象锁。这里也体现了用synchronized来加锁的好处，方法抛异常的时候，锁仍然可以由JVM来自动释放。
• 类锁：对象锁是用来控制实例方法之间的同步，类锁是来控制静态方法（或静态变量互斥体）之间的同步。其实类锁只是一个概念上的东西，并不是真实存在的，它只用来帮助我们理解锁定实例方法和静态方法的区别的。我们都知道，Java类可能会有很多个对象，但是只有1个Class对象，也就说类的不同实例之间共享该类的Class对象。Class对象其实也仅仅是1个Java对象，只不过有点特殊而已。由于每个Java对象都有个互斥锁，而类的静态方法是需要Class对象。所以所谓类锁，不过是Class对象的锁而已。获取类的Class对象有好几种，最简单的就是MyClass.class的方式。类锁和对象锁不是同一个东西，一个是类的Class对象的锁，一个是类的实例的锁。也就是说：一个线程访问静态sychronized的时候，允许另一个线程访问对象的实例synchronized方法。反过来也是成立的，为他们需要的锁是不同的。