JUC并发编程第三章——Java中的锁

1.Java中锁的常见面试题：

一、Synchronized 相关问题

Synchronized 用过吗，其原理是什么?

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        在Java中，synchronized的底层原理是通过对象监视器（monitor）实现的。每个对象都有一个与之关联的监视器，也称为锁。当一个线程尝试进入一个被synchronized修饰的代码块或方法时，它会尝试获取对象的监视器（锁）。如果锁被其他线程持有，那么线程就会被阻塞，直到锁被释放。在Java虚拟机（JVM）中，每个对象的监视器在对象头中保存。对象头包含用于存储监视器信息的字段，以及其他对象元数据。JVM维护一个全局的监视器表，在表中记录每个对象的锁状态，包括被哪个线程持有、等待队列等信息。当线程尝试进入同步代码块时，JVM会检查对象的锁状态，如果锁未被持有，则线程可以获取锁并执行代码，同时在持有锁的线程中记录这个线程的信息。如果锁已被持有，则线程会被放到等待队列中等待锁被释放。通过对象监视器的机制，synchronized能够保证对共享资源的互斥访问，确保线程安全性。

你刚才提到获取对象的锁，这个"锁"到底是什么? 如何确定对象的锁?

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对象锁的概念

在Java中，锁通常指的是同步机制中的一种状态，它用于控制多个线程对共享资源的访问。锁的本质是monitorenter和monitorexit字节码指令的一个Reference类型的参数，即要锁定和解锁的对象。

如何确定对象的锁

确定对象的锁可以通过以下方式：

1. 明确指定锁对象(同步代码块)：如果Synchronized关键字明确指定了锁对象，例如Synchronized(变量名)或Synchronized(this)，那么加解锁的对象就是指定的那个对象。

2. 非静态方法：如果Synchronized修饰的是非静态方法，那么此方法对应的对象实例就是锁对象。

3. 静态方法：如果Synchronized修饰的是静态方法，那么此方法对应的类对象（Class对象）就是锁对象。

需要注意的是，当一个对象被锁住时，该对象内所有使用Synchronized修饰的方法都会被阻塞，而非Synchronized修饰的方法仍然可以正常被调用，不会受到锁的影响.

什么是可重入性，为什么说 Synchronized 是可重入锁?
JVM 对 Java 的原生锁做了哪些优化?
为什么说 Synchronized 是非公平锁?
什么是锁消除和锁粗化?

为什么说 Synchronized 是一个悲观锁?

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Synchronized被称为悲观锁是因为它的策略是“先获取锁再进行操作”。在进入Synchronized代码块或方法时，线程会尝试获取锁，如果锁已被其他线程持有，则当前线程会被阻塞，直到获取到锁为止。这种机制是一种悲观的做法，它默认认为在并发情况下会发生竞争和冲突，因此需要通过获取锁来确保对共享资源的互斥访问。悲观锁的缺点在于当并发量较高时，线程之间会频繁竞争锁资源，导致线程阻塞和上下文切换的开销增加，降低了系统的并发性能。而且悲观锁会导致一些线程长时间等待获取锁，可能会出现死锁的情况。相对于悲观锁，乐观锁则是一种更加乐观的做法，它默认认为在并发情况下不会发生冲突，所以先进行操作，然后在提交时再进行冲突检测。乐观锁在一定程度上降低了锁的竞争和等待时间，提高了并发性能。常见的乐观锁实现包括基于CAS（Compare And Swap）的方式。

乐观锁的实现原理又是什么? 什么是 CAS ，它有什么优点？
乐观锁一定就是好的吗？

二、可重入锁 ReentrantLock 及其它显式锁相关问题

跟 Synchronized 相比，可重入锁 其实现原理有什么不同?
那么请谈谈 AQS 框架是怎么回事儿?
请尽可能详尽地对比下 Synchronized 和 ReentrantLock 的异同
ReentrantLock 是如何实现可重入性的?
三、其它

你怎么理解 Java 语言多线程的? 怎么处理并发? 线程池有那几个核心参数?
Java 加锁有哪儿种锁? 我先说 synchronized，刚讲到偏向锁，他就不让我讲了，太自信了
简单说说锁?
hashmap的实现原理? hash冲突怎么解决? 为什么使用红黑树?
spring 里面都使用了哪些设计模式? 循环依赖怎么解决?
项目中哪个地方用了 CountDownLatch，怎么使用的?

2.乐观锁和悲观锁的简单介绍

2.1 悲观锁

        认为自己在使用数据的时候一定有别的线程来修改数据，因此在获取数据的时候会先加锁，确保数据不会被别的线程修改.

synchronized和Lock的实现类都是悲观锁

适合写操作多的场景，先加锁可以保证写操作时数据正确，显式的锁定之后再操作同步资源

一句话定义：狼性锁

2.2 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或资源，所以不会添加锁

Java中使用无锁编程来实现，只是在更新的时候去判断，之前有没有别的线程更新了这个数据

如果这个数据没有被更新，当前线程将自己修改的数据成功写入
如果这个数据已经被其他线程更新，则根据不同的实现方式执行不同的操作，比如：放弃修改、重试抢锁等等
判断规则

版本号机制Version
最常采用的是CAS算法，Java原子类中的递增操作就通过CAS自旋实现的
适合读操作多的场景，不加锁的特性能够使其读操作的性能大幅提升

乐观锁则直接去操作同步资源，是一种无锁算法，得之我幸不得我命，再努力就是

一句话定义：佛系锁

2.3 乐观锁的实现方式

1. 版本号机制：通过在数据表中增加一个版本号字段来实现。当读取数据时，将版本号一同读出，每次更新数据时，版本号加一。提交更新时，检查版本号是否一致，一致则更新并返回成功，不一致则表示数据已被其他事务修改，返回失败 。

2. 时间戳机制：通过记录数据的时间戳来实现，每次更新数据时检查当前时间戳与记录的时间戳是否一致，一致则更新并返回成功，不一致则更新失败 。

3. 原子操作：使用Atomic类（如AtomicInteger）或CAS（Compare-And-Swap）操作来实现，确保对共享资源的更新操作是原子性的 。

2.4 乐观锁的适用场景

乐观锁