原文链接：Java CAS 和 synchronized 和 Lock - CSDN博客
CAS 机制
适用场景：乐观认为并发不高，不需要阻塞，可以不上锁。
特点：不断比较更新，直到成功。
缺点：高并发cpu压力大；ABA问题。
ABA问题：
CAS机制生效的前提是，取出内存中某时刻的数据，而在下时刻比较并替换。
如果在比较之前，数据发生了变化，例如：A->B->A，即A变为B然后又变化A，那么这个数据还是发生了变化，但是CAS还是会成功。
Java中CAS机制使用版本号进行对比，避免ABA问题。
synchronized
适用场景：悲观认为并发很高，需要阻塞，需要上锁。
特点：语言层面的优化，锁粗化、偏向锁、轻量锁等等；可读性高。
ReentrantLock 和 Atomic类
以上两种并发工具都使用了CAS机制。
在并发不高竞争不激烈时候，性能略低于synchronized；相反，并发高竞争激烈时候，性能高于synchronized。
ReentrantLock相对于synchronized：
ReentrantLock等待可中断，synchronized不可以。
ReentrantLock需要手动释放锁，synchronized不需要。
ReentrantLock可支持公平非公平锁，synchronized只支持非公平锁。
ReentrantLock没有语言层面的优化，底层实现机制AQS和CAS，synchronized有优化。
ReentrantLock可重入锁，synchronized不可重入，可能导致死锁。
ReentrantLock支持读写锁，可以提高高并发读操作。
synchronized由操作系统支持，涉及内核态和用户态的上下文切换，并发高时切换开销非常大。
ReentrantLock（AQS）依赖volatile int变量标示锁状态，结构为双向链表的等待队列，通过（cas+死循环）更改锁状态，一旦更新成功，标示竞争到锁。
AQS释放锁：
通过cas改变状态
private void doReleaseShared() {
/*
* Ensure that a release propagates, even if there are other
* in-progress acquires/releases. This proceeds in the usual
* way of trying to unparkSuccessor of head if it needs
* signal. But if it does not, status is set to PROPAGATE to
* ensure that upon release, propagation continues.
* Additionally, we must loop in case a new node is added
* while we are doing this. Also, unlike other uses of * unparkSuccessor, we need to know if CAS to reset status
* fails, if so rechecking.
*/
for (;;) {
Node h = head;
if (h != null && h != tail) {
int ws = h.waitStatus;
if (ws == Node.SIGNAL) {
if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))
continue; // loop to recheck cases
unparkSuccessor(h);
}
else if (ws == 0 &&
!compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
continue; // loop on failed CAS
}
if (h == head) // loop if head changed
break;
}
}
获取锁：
如果获取到锁，设为头节点，否则一直自旋等待，在高并发时，可以避免大量锁竞争的上下文切换，降低线程切换开销。
private void doAcquireInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);
boolean failed = true;
try {
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC failed = false;
return;
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
throw new InterruptedException();
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
