Java 各种锁的理解与实现

1. volatile 是轻量级锁：

只能修饰在变量上，使得 cpu 每次对于该变量的修改和读取都从内存中操作，而不是从CPU cache 中操作，保证共享变量对所有线程的可见性，但是并不能保证原子性

2. synchronized 悲观锁：

当某个线程访问被 synchronized 修饰的方法或代码块时，会先检查有没有其他线程在占用该对象锁，如果有，则该线程进入阻塞状态，直到占用该锁的线程使用完毕释放锁；synchronized 能够保证同一时刻只能有一个线程能访问，可修饰在类，方法，变量上，保证多线程下操作的可见性和原子性

缺点：由于线程阻塞引起的线程频繁睡眠和唤醒极大的消耗了 CPU 资源

3. CAS 自旋锁：

当多个线程竞争一个共享资源时，只有一个线程会胜出，但是其它竞争失败的线程并不会放弃占用cpu，而是循环刷新访问对于该资源锁的请求，直到获取该资源的锁；CAS只能保证变量的原子性并不能保证变量的可见性，所以一般都是使用 CAS + Volatile 实现变量的多线程

1）JUC 并发包中的原子类都存放在 java.util.concurrent.atomic 类路径下

2）CAS 原理：
CAS 内部维护需要读写的内存值(V)、expecValue(A)、newValue(B)

3）简单测试

可以看到expectValue = 11，newValue = 20，因为内存旧值 = 10，不等于 expectValue，说明在这段时间内有其他线程操作了对象 atomicInteger ，修改了其值，所以本次修改失败，修改结果res = false，atomicInteger.get() = 10

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class TestConCurrent {
    public static void main(String[] args) {
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(10);

        boolean res = atomicInteger.compareAndSet(11, 20);
        System.out.println("原子对象的修改结果:"+res);

        System.out.println(atomicInteger.get());
    }
}

4）自旋CAS缺点：

未获得锁的线程如果一直循环执行，会给CPU带来非常大的执行开销
CAS 保证的是对一个变量执行操作的原子性，如果对多个变量操作时，CAS 目前无法直接保证操作的原子性
ABA 问题：当某线程提交操作进行比较时发现内存数据旧数据A和预期值A一致，但是可能该数据被其他线程修改成B，然后又被其他线程修改回A；真正要做到严谨的CAS机制，我们在compare阶段不仅要比较期望值A和地址V中的实际值，还要比较变量的版本号是否一致