javaEE初阶————多线程进阶（1） - 教程
今天我们开始学习多线程的进阶部分啦，这部分很像八股文，我们其实可能应用的很少，但是可能面试我们会被问到的，来学习吧；
1，常见锁策略
锁策略呢，并不是java独有的，如果需要我们自行去实现一个锁，我们就要遵循锁策略，但是synchronized和ReentrantLock实际上已经很够用了，技多不压身，下面正式开始介绍；
1）乐观锁和悲观锁
乐观锁和悲观锁呢，指的是当前锁具有乐观和悲观的特性，而不是说某一个特定的锁，他们都是加锁时候的场景，会判断锁的处境是乐观还是悲观的；
乐观：就是在加锁的时候，预测接下来的锁竞争并不激烈，不需要做额外的工作，不真正加锁，直接访问；
悲观：加锁的时候，预测接下来的锁竞争很激烈，需要做一些工作来解决，访问共享数据之前先加锁；
乐观锁的实现可以引入一个版本号，借助版本号来识别当前数据的版本号是否存在访问冲突；
悲观锁的实现就是先加锁（操作系统的mutex），获取到锁在真正的操作数据；
2）重量级锁和轻量级锁
轻量级锁和重量级锁就是遇到乐观场景和悲观场景的解决方案；
轻量级锁：在乐观的情况下，付出更高的代价，低效，大量内核态用户切换，很容易引发线程调度；
重量级锁：在悲观的情况下，付出更小的代价，高效，少量内核态用户切换，不容易引发线程调度；
大家还记得内核态和用户态我们在哪里讲过吗，没错（我才你答对了），就是线程池，我们之前说为啥要引出线程池呢，有一个原因就是，自己创建线程是需要到内核态去的，是不可控的，而使用线程池是在用户态，是我们可控的；
3）挂起等待锁和自旋锁
挂起等待锁呢就是重量级锁的典型实现，自旋锁就是轻量级锁的典型实现；
挂起等待锁：操作系统内核级别的，加锁的时候发现竞争，就会让线程进入阻塞状态，这个阻塞是不占用cpu的，后续的唤醒也需要内核来唤醒，即使当前的锁没有竞争了，我们也不会直接拿到它，会一直阻塞；
自旋锁：应用程序级别的，加锁的时候发现竞争，不会让线程进入阻塞状态，会一直占用cpu，会一直忙等；
4）普通互斥锁和读写锁
普通互斥锁就是锁的特性，一个线程占有了当前的锁，其他的锁就要阻塞等待并且不可剥夺；
读写锁呢就是读加锁和读加锁直接是不互斥的，读加锁和写加锁之间是互斥的，写加锁和写加锁之间也是互斥的，有同学可能会有疑问，加锁不是为了保证线程安全吗，读加锁和读加锁之间不互斥难道没有线程安全吗，读操作是原子的，不涉及到修改，所以是没有问题的；
读写锁是适用于特定场景下的，适用于读多写少的情况下，比如写小说，写操作只有作者一人，而读就有很多很多了，读加锁和写加锁操作互斥为了保证不读一个不完整的数据；
5）可重入锁和不可重入锁
我们之前讨论死锁的时候说过，一个线程一把锁怎么造成死锁，要获取锁的时候再次获取锁，让两个锁达成“2：我要锁，1：不行，你先上一边去，我要过去就能释放锁了，2：你先把锁给我我才能走开啊，1：我得先走开才能释放啊‘’，他俩就这样一直僵持着；
造成这种情况就因为这个锁具有不可重入的特性，而可重入锁就不会有这样的情况；
一个线程一把锁，可以连续多次加锁；
6）公平锁和非公平锁
公平锁就是先来后到，谁先来的，谁就获得当前的锁；
非公平锁就是概率均等，什么时候来，你获得锁的概率就是一样的；
可能感觉概率均等才是公平的，但是你把锁想像成打饭阿姨你就觉得公平锁真不错；
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2，CAS
1，什么是CAS
CAS 即 compare and swap 比较和交换，CAS是CPU上的一条指令，它有三个参数，一个是内存地址，另两个都是寄存器的值，我们要表内存地址和寄存器1的值是否相等，如果相等就把寄存器2的值赋值给内存地址；
2，CAS有哪些应用
1）实现原子类
我们之前讲过，我们要保证原子性要去对某些操作加锁，但是我们刚才谈到CAS是原子的，我们就用它构造出了很多可以具有原子性的类，来代替基本的类型；
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
AtomicInteger a = new AtomicInteger();
Thread thread = new Thread(()->{
for (int i = 0; i {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
a.incrementAndGet();
}
});
thread.start();
thread1.start();
thread.join();
thread1.join();
System.out.println(a.get());
}
}
方便吧；
2）实现自旋锁
CAS还能实现自旋锁的伪代码，为啥是伪代码，CAS毕竟CPU上的指令，java代码中没有具体的代码让我们看到，我们用伪代码的方式来呈现，
public class Demo1 {
private Thread t1 = null;
public void lock(){
while(!CAS(this.t1,null,Thread.currentThread())){};
}
public void unlock(){
this.t1 = null;
}
}还记得什么是自旋锁吗，我们如果没有拿到当前线程会一直处于忙等的状态，直到拿到线程为止，我们这个代码就是，我们创建了一个线程，当这个线程要加锁的时候，我们看看当线程是不是为null，看看这个锁是不是被其他线程占有，如果t1不为null,那就继续循环，继续等待，直到，没人占用这个锁，就对当前线程加锁；
3，CAS的ABA问题
1）什么是ABA问题
我们学过，CAS是CPU的一段指令，它的工作原理是比较和交换，既然是原子的那就完全没有线程安全问题了吗，我们来举一个极端的例子，我们把A改成B，之后另一个线程过来吧B改成A，我们第三个线程过来的时候看此时数据还是A，那不就是没改吗，可实际代码已经改过一次了；
2）ABA问题引来的BUG
我们在通常情况下ABA问题带来的影响是不大的，但是存在一种极端情况，我们现在有1000块钱，我们去ATM取钱，我们通常会狂按几下那个取款键，
3）解决方案
我们可以引入版本号，版本号只能加不能减，这样就能有效避免ABA问题了，类似一种标记吧；
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3，synchronized原理
1，基本特点
synchronized是自适应锁，JVM会统计每个锁的竞争激烈程度，如果竞争激烈，就会变成重量级的挂起等待锁（悲观），反之就是轻量级的自旋锁（乐观），
synchronized还是互斥锁，非公平锁，可重入锁；
2，加锁工作过程
锁升级，synchronized为啥优秀呢，它是能一步步升级为了应对不同的情况；
0）无锁
没加锁，还没进入synchronized的代码块；
1）偏向锁
进入synchronized之后并不真正的加锁，而是做一个标记，标记非常轻量，效率很高；
如果运行过程中，没有任何线程来抢竞争这个锁，一直运行到当前代码，最终解释代码时也只是清除标记，并没有涉及到真正的加锁和解锁；
2）轻量级锁
如果当前synchronized是偏向锁的时候，有锁想要竞争了，此时由只是做一个标记改为轻量级锁，赶在其他锁之前抢占它，其他锁去阻塞等待；
3）重量级锁
JVM发现锁的竞争十分激烈的时候就会把轻量级锁转换为重量级锁；
synchronized是不能降级的，只能升级；
我们来举一个好玩的例子，是我的老师给我们举的例子，比如我们是一个女生，我们和一堆男生搞暧昧，但是不确定关系，我们搞暧昧这个行为就相当于偏向锁，没有真正的加锁，但是当我们感觉到我们搞暧昧的男生要被人追走了的时候，我们就立刻和他确定关系，来完成加锁；
3，其他的优化操作
锁消除
锁消除也是编译器优化的一种体现，比如我们此时有一个线程，我们对代码去加锁，显然是没有必要的，虽然我们的代码上是这么写的，但是我们JVM在代码运行时就把他优化掉了；
锁粗化
锁的粒度，加锁和解锁中间包含的代码越多（这里只运行时间，执行的指令），锁的粒度就越粗，
什么意思呢，来看代码；
synchronized (object){
count++;
}
synchronized (object){
count++;
}
synchronized (object){
count++;
}
return count;
}这就属于代码细粒度，JVM就会把让他粗度化，
synchronized (object){
count++;
count++;
count++;
}这样的，这下大家理解了吧，编译器会帮助我们优化无意义的锁竞争， 给大家讲一个例子，我们给领导打电话的时候，我们要汇报工作情况，我们打电话，跟领导说，我第一个任务做的怎么怎么样，领导说好，我们挂断电话，之后再打电话，跟领导说我第二个任务做的怎么怎么样，领导说嗯，我们挂掉电话，继续打，跟领导说我们第三个任务........，领导..............;哈哈哈哈哈，是不是感觉到不合理了，我们应该一次电话把三次工作全部汇报完，这就是锁粗化存在的意义；
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