線程同步
當多個線程訪問同一個數據時，容易出現線程安全問題。需要讓線程同步，保證數據安全。即當兩個或兩個以上線程訪問同一資源時，需要某種方式來確保資源在某一時刻只被一個線程使用。
線程同步的實現：
1. 使用synchronized關鍵字(同步方法或代碼塊)
java的每個對象都有一個內置鎖，內置鎖會保護整個方法。在調用該方法前，需要獲得內置鎖，否則就處於阻塞狀態。
注：
synchronized關鍵字也可以修飾靜態方法，此時如果調用該靜態方法，將會鎖住整個類。 同步是一種高開銷的操作，因此應該儘量減少同步的內容。通常沒必要同步整個方法，使用synchronized同步關鍵代碼塊即可。
同步方法：給一個方法增加synchronized修飾符後就成爲了同步方法，這個方法可以是靜態方法和非靜態方法，但不能爲抽象方法。同步方法是對這個方法塊裏的代碼進行同步，這種情況下鎖定的對象就是同步方法所屬的主體對象自身。若這個方法爲靜態同步方法鎖定的是這個類對應的java.lang.Class類型的對象。
同步代碼塊：通過鎖定一個指定對象，來對同步代碼塊中包含的代碼進行同步。
synchronized用於保護共享數據，一定要分清哪些數據是共享數據。
2. Lock
JDK1.5後新增功能，與採用synchronized相比，lock可提供多種鎖方案，更靈活。
java.util.concurrent.lock中的Lock框架是鎖定的一個抽象，它允許把鎖定的實現作爲Java類，而不是作爲語言的特性來實現。這就爲Lock的多種實現留下了空間，各種實現可能有不同的調度算法、性能特性或者鎖定語義。
ReentrantLock類實現了Lock，它擁有與synchronized相同的併發性和內存語義，但是添加了類似鎖投票、
定時鎖等候和可中斷鎖等候的一些特性。此外，它還提供了在激烈爭用情況下更佳的性能。
注意：如果同步代碼有異常，要將unlock()寫入finally語句塊。
Lock和synchronized的區別：
1. synchronized 和 lock 的用法區別
synchronized(隱式鎖)：在需要同步的對象中加入此控制，synchronized 可以加在方法上，也可以加在特定代碼塊中，括號中表示需要鎖的對象。
lock（顯示鎖）：需要顯示指定起始位置和終止位置。一般使用 ReentrantLock 類做爲鎖，多個線程中必須要使用一個
ReentrantLock 類做爲對象才能保證鎖的生效。且在加鎖和解鎖處需要通過 lock() 和 unlock() 顯示指出。所以一般會在finally 塊中寫 unlock() 以防死鎖。
Lock只有代碼塊鎖，synchronized有代碼塊鎖和方法鎖。
2. lock是一個接口，而synchronized是java中的關鍵字，synchronized是內置的語言實現。
3. synchronized在發生異常時，會自動釋放線程佔有的鎖，不會導致死鎖現象的發生；而Lock在發生異常時，如果沒有主動通過unLock()去釋放鎖，則很可能造成死鎖現象，因此使用Lock時需要在finally塊中釋放鎖；
4. Lock可以讓等待鎖的線程響應中斷，而synchronized卻不行，使用synchronized時，等待的線程會一直等待下去，不能夠響應中斷；通過Lock可以知道有沒有成功獲取鎖，而synchronized卻無法辦到。
5. synchronized 和 lock 性能區別
synchronized 是託管給 JVM 執行的，而 lock 是 Java 寫的控制鎖的代碼。使用Lock鎖，JVM將花費較少的時間來調度線程，性能更好。並且具有更好的擴展性（提供更多的子類）。在 JDK 1.5 中，synchronize 是性能低效的。因爲這是一個重量級操作，需要調用操作接口，導致有可能加鎖消耗的系統時間比加鎖以外的操作還多。相比之下使用 Java 提供的 Lock 對象，性能更高一些。但是到了 JDK 1.6，發生了變化。synchronized在語義上很清晰，可以進行很多優化，有適應自旋，鎖消除，鎖粗化，輕量級鎖，偏向鎖等等。導致在 JDK 1.6 上 synchronized的性能並不比 Lock 差。
在性能上來說，如果競爭資源不激烈，兩者的性能是差不多的，而當競爭資源非常激烈時（即有大量線程同時競爭），此時Lock的性能要遠遠優於synchronized。所以說，在具體使用時要根據適當情況選擇。
6. synchronized 和 lock 機制區別
synchronized 原始採用的是 CPU 悲觀鎖機制，即線程獲得的是獨佔鎖。獨佔鎖意味着其他線程只能依靠阻塞來等待線程釋放鎖。Lock 用的是樂觀鎖方式。所謂樂觀鎖就是，每次不加鎖而是假設沒有衝突而去完成某項操作，如果因爲衝突失敗就重試，直到成功爲止。樂觀鎖實現的機制就是 CAS 操作（Compare and Swap）。
3. volatile實現線程同步
volatile關鍵字爲域變量的訪問提供了一種免鎖機制。需要在同步的變量前面加時volatile修飾，即可實現線程同步。
1.多線程中的非同步問題主要出現在對域的讀寫上，如果讓域自身避免這個問題，則就不需要修改操作該域的方法。
2.volatile不能保證原子操作，因此volatile不能代替synchronized
3.每次要線程要訪問volatile修飾的變量時都是從內存中讀取，而不是從緩存當中讀取，因此每個線程訪問到的變量值都是一樣的。這樣就保證了同步。
使用場景：
1）對變量的寫操作不依賴當前值。
2）該變量沒有包含在具有其他變量的不變式中。也就是變量取值時值的內容獨立於程序其他部分。
4. 線程同步的方法：
wait():使一個線程處於等待狀態，並且釋放所持有的對象的lock。
sleep():使一個正在運行的線程處於睡眠狀態，是一個靜態方法，調用此方法要捕捉 InterruptedException異常。
notify():喚醒一個處於等待狀態的線程，注意的是在調用此方法的時候，並不能確切的 喚醒某一個等待狀態的線程，而是由JVM確定喚醒哪個線程，而且不是按優先級。
notityAll ():喚醒所有處入等待狀態的線程，注意並不是給所有喚醒線程一個對象的鎖， 而是讓它們競爭。
線程同步的優缺點：
優點：解決了線程安全問題。
缺點：性能下降，會帶來死鎖。
有關死鎖的認知，參考博客：https://blog.csdn.net/duan196_118/article/details/104653053
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