Java并发编程学习四：锁
一、锁的分类
Java中有着各种各样的锁，对于锁的分类也是多种多样，一把锁可能同时占有多个标准，符合多种分类。
对锁的常见分类有以下几个标准：
1. 偏向锁/轻量级锁/重量级锁
这三种锁特指 synchronized 锁的状态，JVM中通过在对象头中的 mark word 来表明锁的状态。这三个锁也刚好对应了JVM中对synchronized 锁升级的几个阶段：无锁→偏向锁→轻量级锁→重量级锁。
a. 偏向锁
如果自始至终，对于这把锁都不存在竞争，那么其实就没必要上锁，只需要打个标记就行了，这就是偏向锁的思想。
一个对象被初始化后，还没有任何线程来获取它的锁时，那么它就是可偏向的，当有第一个线程来访问它并尝试获取锁的时候，它就将这个线程记录下来，以后如果尝试获取锁的线程正是偏向锁的拥有者，就可以直接获得锁，开销很小，性能最好。
b. 轻量级锁
实际情况中，synchronized 中的代码是被多个线程交替执行的，而不是同时执行的，也就是说并不存在实际的竞争，或者是只有短时间的锁竞争，用 CAS 就可以解决，这种情况下，用完全互斥的重量级锁是没必要的。
轻量级锁是指当锁原来是偏向锁的时候，被另一个线程访问，说明存在竞争，那么偏向锁就会升级为轻量级锁，线程会通过自旋的形式尝试获取锁，而不会陷入阻塞。
c. 重量级锁
重量级锁是互斥锁，它是利用操作系统的同步机制实现的，所以开销相对比较大。当多个线程直接有实际竞争，且锁竞争时间长的时候，轻量级锁不能满足需求，锁就会膨胀为重量级锁。重量级锁会让其他申请却拿不到锁的线程进入阻塞状态。
从性能上来说，偏向锁性能最好，可以避免执行 CAS 操作。而轻量级锁利用自旋和 CAS 避免了重量级锁带来的线程阻塞和唤醒，性能中等。重量级锁则会把获取不到锁的线程阻塞，性能最差。
2. 可重入锁/非可重入锁
可重入锁指的是线程当前已经持有这把锁了，能在不释放这把锁的情况下，再次获取这把锁
不可重入锁指的是虽然线程当前持有了这把锁，但是如果想再次获取这把锁，也必须要先释放锁后才能再次尝试获取。
典型的可重入锁，就是ReentrantLock ，它是 Lock 接口最主要的一个实现类，reentrant 代表可重入。