这篇文章主要介绍锁，因为锁是Java并发同步的关键技术。死锁是一种状态，程序中应该避免，不属于解决并发问题的技术，以后文章中会介绍到。

问题1：synchronized关键字

1）Java中每一个对象都可以作为锁，这是sychronized实现同步的基础，sychronized是重量级锁，它可以修饰静态方法，普通方法和代码块：

重量级锁通过对象内部的监视器（monitor）实现，其中monitor的本质是依赖于底层操作系统的Mutex Lock实现，操作系统实现线程之间的切换需要从用户态到内核态的切换，切换成本非常高。

• 静态同步方法，锁是当前类的class对象
• 普通同步方法，锁是当前实例对象
• 同步方法快，锁是括号里面的对象

2）Java对象头和monitor是实现synchronized的底层实现基础：

• synchronized用的锁是存在Java对象头里的
• synchronized 同步语句块的实现使⽤的是 monitorenter 和monitorexit 指令，其中 monitorenter指令指向同步代码块的开始位置，monitorexit 指令则指明同步代码块的结束位置；
• 当执⾏monitorenter 指令时，线程试图获取锁也就是获取monitor(monitor对象存在于每个Java对象的对象头中，synchronized 锁便是通过这种⽅式获取锁的，也是为什么Java中任意对象可以作为锁的原因)的持有权。
• 当计数器为0则可以成功获取，获取后将锁计数器设为1也就是加1。相应的在执⾏monitorexit 指令后，将锁计数器设为0，表明锁被释放。如果获取对象锁失败，那当前线程就要阻塞等待，直到锁被另外⼀个线程释放为⽌。
• Hotspot虚拟机的对象头主要包括两部分数据：Mark Word（标记字段）、Class Pointer（类型指针）。
• 其中Class Point是是对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例，Mark Word用于存储对象自身的运行时数据，它是实现轻量级锁和偏向锁的关键。

问题2：JVM中的锁

锁主要存在四种状态，依次是：无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态、重量级锁状态。他们会随着竞争的激烈而逐渐升级。注意锁可以升级不可降级，这种策略是为了提高获得锁和释放锁的效率。
JDK1.6对锁的实现引入了大量的优化，如自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化、偏向锁、轻量级锁等技术来减少锁操作的开销。

1）自旋锁

• 线程的阻塞和唤醒需要CPU从用户态转为核心态，频繁的阻塞和唤醒对CPU来说是一件负担很重的工作，势必会给系统的并发性能带来很大的压力
• 同时我们发现在许多应用上面，对象锁的锁状态只会持续很短一段时间，为了这一段很短的时间频繁地阻塞和唤醒线程是非常不值得的。
• 所谓自旋锁，就是让该线程等待一段时间，不会被立即挂起（就是不让前来获取该锁（已被占用）的线程立即阻塞），看持有锁的线程是否会很快释放锁。
• 虽然它可以避免线程切换带来的开销，但是它占用了处理器的时间。如果持有锁的线程很快就释放了锁，那么自旋的效率就非常好；反之，自旋的线程就会白白消耗掉处理的资源，它不会做任何有意义的工作，典型的占着茅坑不拉屎，这样反而会带来性能上的浪费。
• 可优化的点：自旋等待的时间（自旋的次数）必须要有一个限度，如果自旋超过了定义的时间仍然没有获取到锁，则应该被挂起。
• 假如我将参数调整为10，但是系统很多线程都是等你刚刚退出的时候就释放了锁（假如你多自旋一两次就可以获取锁）， 于是JDK1.6引入自适应的自旋锁

2）自适应自旋锁

• 所谓自适应就意味着自旋的次数不再是固定的，它是由前一次在同一个锁上的自旋时间及锁的拥有者的状态来决定。
• 线程如果自旋成功了，那么下次自旋的次数会更加多，因为虚拟机认为既然上次成功了，那么此次自旋也很有可能会再次成功，那么它就会允许自旋等待持续的次数更多。反之，如果对于某个锁，很少有自旋能够成功的，那么在以后要或者这个锁的时候自旋的次数会减少甚至省略掉自旋过程，以免浪费处理器资源。
• 有了自适应自旋锁，随着程序运行和性能监控信息的不断完善，虚拟机对程序锁的状况预测会越来越准确，虚拟机会变得越来越聪明。

3）锁消除

• 为了保证数据的完整性，我们在进行操作时需要对这部分操作进行同步控制，但是在有些情况下，JVM检测到不可能存在共享数据竞争，这时JVM会对这些同步锁进行锁消除。
• 我们虽然没有显示使用锁，但是我们在使用一些JDK的内置API时，如StringBuffer、Vector、HashTable等，这个时候会存在隐形的加锁操作 ，比如StringBuffer的append()方法，Vector的add()方法

4）锁粗化

• 在使用同步锁的时候，需要让同步块的作用范围尽可能小，仅在共享数据的实际作用域中才进行同步。 目的是为了使需要同步的操作数量尽可能缩小，如果存在锁竞争，那么等待锁的线程也能尽快拿到锁。
• 锁粗化就是将多个连续的加锁、解锁操作连接在一起，扩展成一个范围更大的锁。

5）轻量级锁

• 引入轻量级锁的主要目的是在多没有多线程竞争的前提下，减少传统的重量级锁使用操作系统互斥量产生的性能消耗。
• 在有竞争的情况下，轻量级锁会比传统的重量级锁更慢。
• compare and swap,CAS操作需要输入两个数值，一个旧值（期望操作前的值）和一个新值，在操作期间先比较旧值有没有发生变化，如果没有发生变化，才交换成新值，发生了变化则不交换。

6）偏向锁
引入偏向锁主要目的是：为了在无多线程竞争的情况下尽量减少不必要的轻量级锁执行路径（减少CAS操作次数）。

文章会持续更新，后续还会更新一些本人或者同学在实际秋招中遇到各个公司的笔试或面试题。请大家多多关注！！！谢谢大家！！！
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