volatile、synchronized和Lock

一、 volatie

1.作用

保证了线程之间内存的可见性，且防止了指令重排序

2.什么叫做线程间内存不可见？JMM模型

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线程A 写入 x = x + 1(x初始值为0)，先写到线程的工作内存（事实上是CPU高速缓存），然后再写到主内存。因此线程B在线程A更改x值后，仍然读取到原先的值。

3.什么叫做指令重排序？

单线程下，相互不依赖的指令之间，执行顺序是不确定的。
在多线程下，如果发生指令重排序，那么就会导致多线程语义错误。

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执行顺序可能为 2 3 1 4

4.volatile底层操作

在写入变量的时候，JVM发送一条lock指令，在写操作在主内存上生效前，其他线程不能访问或者修改主内存该变量的值。
对此变量的操作是会防止指令重排序。

5.cas原理

使用volatile后，修改内存的中变量的值，并不是一个原子操作。比如x++就需要两步，先读变量x的值后更改x的值，因为在读x的值的时候，可能工作内存和主内存的值不一样，（因为读不加锁），出现这种情况后，需要重新获取主内存该变量的值，然后再进行设置变量的值。cas，如果主内存的值和预期值相等，则设置主内存的值，这两个操作是通过unsafe完成的，是一个原子操作。

5.原子变量及使用场景

AtomicLong (id生成器，UUID)

二、synchronized

1、性质

• 内存可见性
  对对象的更改对其他线程可见
• 互斥性
  同一时间只有一个线程能获取到对象的monitor(锁)
• 可重入性
  持有对象monitor的线程可以再次获得该对象的monitor

2.sychronzied原理

monitor模型

三、Lock

1.ReentrantLock（可重入锁，默认非公平策略）

1.1 公平锁（CAS）

公平锁

1.2 非公平锁（CAS）

非公平锁

2.ReentrantReadWriteLock（读写锁）

读共享，写互斥：读的时候不允许写，但允许读，写的时候不允许写也不允许读

3.数据库中的 悲观锁和乐观锁

+悲观锁
读锁，写锁都是写锁，悲观锁认为在读取或者修改数据时，数据可能会被其他线程修改，因此在读取或者写入前先加锁，再进行操作。
+乐观锁
类似于CAS，乐观锁认为在修改数据的时候，其他线程不会做修改，但在写入数据前，会先比较预期值和真实数据是否一致，如果不一致，会重新获取数据，再写入。