Java知识点学习（第3天）

Sychronized和ReentrantLock有哪些不同点？

1. 本身属性
   Sychronized是Java中的一个关键字，底层是JVM，也就是通过C++进行实现的；ReentrantLock是JDK提供的一个类，我们需要生成ReentrantLock的对象，然后调用它lock/unlock,trylock方法去加锁解锁。

2. 锁本身
   Sychronized（JVM层面）会自动的进行加锁和解锁；ReentrantLock（API层面）需要去调方法，手动的去加锁或解锁。

3. 锁的属性
   Sychronized只可以是非公平锁，ReentrantLock可以是公平锁也可以是非公平锁。

4. 锁的方式
   Sychronized锁的是对象，锁信息保存在对象头中；ReentrantLock通过int类型的state来表明当前的锁有没有被其他占用。

5. 锁升级
   Sychronized底层有锁的升级过程，偏向锁到轻量级锁到重量级锁；ReentrantLock是没有锁升级过程的。

ThreadLocal有哪些应用场景？它的底层是如何实现的？

ThreadLocal是Java提供的线程本地存储缓存的一种机制，可以利用该机制将数据缓存在线程内部，该线程在任何时间、任何方法中都可以获取到缓存的数据。

ThreadLocal的底层是通过ThreadLocalMap实现的，每个Thread对象中都存在一个ThreadLocalMap，Map的key为ThreadLocal对象，Map的value为缓存的值。

ThreadLocal会造成内存泄漏，因为在ThreadLocal对象使用完之后，应该要把设置的key，value进行清空回收，但线程池中的线程不会回收，而线程对象是强引用指向ThreadLocalMap，ThreadLocalMap也是通过强引用指向entry对象，因此线程不回收，对应的entry对象也不会回收。举个例子，如果线程池创建了一个线程a，线程a直接在ThreadLocalMap中进行entry的缓存存储，在存储结束后，线程a被调用去实现其他的功能，那么ThreadLocalMap中entry对象就是内存泄漏，但是entry也不会消失，因为线程a还存活着，但是entry对象已经失去了使用价值。因此这使用完ThreadLocalMap的缓存之后，应该调用ThreadLocal对象的remove()方法去清除对应的缓存。

ReentrantLock分为公平锁和非公平锁，那底层分别是如何实现的？

首先无论是公平锁还是非公平锁，它们的底层都是使用AQS来进行排队的，它们的区别在于线程在使用lock()方法加锁时：

1. 如果是公平锁，会先检查AQS队列中是否有线程在排队，如果有线程在排队，则当前线程也排队。

2. 如果是非公平锁，则不会去检查是否有线程在排队，而是直接去竞争锁。

总之，无论是公平锁还是非公平锁，一旦没有竞争到锁，都会去进行排队，当锁被唤醒时，都是去唤醒最前面的锁，因此非公平锁只是体现在了线程加锁的过程，而没有体现在线程被唤醒的阶段。ReentrantLock是可重入锁，不管是公平锁还是非公平锁都是可重入的，也就是说在线程获取锁后，线程接下来实现的代码如果还需要用到这把锁，可以直接获取这把锁。

Sychronized的锁升级过程是怎样的？

1. 偏向锁：锁对象的对象头中会记录当前获取到该锁的线程ID，如果线程下次又来获取该锁就可以直接获取，也就是支持锁重入。

2. 轻量级锁：有偏向锁升级而来，当一个线程获取到锁后，这把锁就是偏向锁，此时如果有第二个线程来竞争锁，偏向锁就会升级为轻量级锁，它并没有去调用操作系统层面的api，而是通过自旋去实现，并不会阻塞线程。

3. 重量级锁：当一个线程不断的通过自旋的方式想来获取一把锁时，当自旋次数过多仍然没有获得这把锁时，那么这把锁就会升级为重量级锁。尽量不要使锁变为重量级锁，因为重量级锁的阻塞和唤醒都是要消耗操作系统的资源的，系统的性能会更低。

4. 自旋锁：线程会不断的循环，会不断的去判断当前锁的标记是不是为0（假设为0说明没有线程使用这把锁），如果不是为0，就会一直判断。