写在前面
我相信初学java或者是没有深入理解过java多线程的同学，在后端学习的过程中一定也和我一样被java的这锁，那锁啥的折腾的够呛，没关系，你接着往下看，看完这篇文章我相信你对重量级锁、自旋锁、轻量级锁、偏向锁、悲观、乐观锁等的概念会有较为深刻的理解的。
这篇文章我就给大家讲一下这些锁究竟是啥，他们的由来，他们之间有啥关系，有啥区别。（敲黑板~~，重点来了）
锁机制以及各种锁
为何要加锁？
学过多线程的同学肯定知道**锁这个东西，那么究竟程序为何要加锁呢？总结起来就一句话：因为多线程情况下线程之间的资源竞争。也就是说，如果程序自始至终都是单线程运行的，那就不会有锁机制也用不到，因为不会存在竞争的情况，但是现实往往是残酷的，在实际情况中这种情况是不存在的。
我们拿一个例子来说明多线程情况下的不安全性：
你在图书馆借了一本村上春树的《解忧杂货店》坐在位子上安静的看着，突然你室友打电话说辅导员下寝了，不在寝室的要被请去和茶，于是你只能在你正在看的那一页这了一下书角。然后放回了书架。等你从其实回来拿到这本书打开的时候，卧槽！！！怎么回事？好多页都折角了？我记得不是只有我看的那一页折了一下吗？
没错就是这样，因为你在离开的时间段里你不能保证别的同学不会阅读这本书，别的同学不会在书里面做标记。
如何解决？
很简单！把书拿回去，看完后还回来。这样别人就不会混乱你的标记，比人想看也只有等你还回来之后了。你拿回去看完之后还回来这就是一个加锁——执行——锁的释放过程。nice，这不就解决了多线程下资源不安全性的问题了吗。
咳咳，前言有点久了，快脱离主题了，停下停下！进入主题
重量级锁
我们知道，我们要进入一个同步、线程安全的方法时，是需要先获得这个方法的锁的，退出这个方法时，则会释放锁。如果获取不到这个锁的话，意味着有别的线程在执行这个方法，这时我们就会马上进入阻塞的状态，等待那个持有锁的线程释放锁，然后再把我们从阻塞的状态唤醒，我们再去获取这个方法的锁。
这种获取不到锁就马上进入阻塞状态的锁，我们称之为重量级锁。
自旋锁
我们知道，线程从运行态进入阻塞态这个过程，是非常耗时的，因为不仅需要保存线程此时的执行状态，上下文等数据，还涉及到用户态到内核态的转换。当然，把线程从阻塞态唤醒也是一样，也是非常消耗时间的。
刚才我说线程拿不到锁，就会马上进入阻塞状态，然而现实是，它虽然这一刻拿不到锁，可能在下 0.0001 秒，就有其他线程把这个锁释放了。如果它慢0.0001秒来拿这个锁的话，可能就可以顺利拿到了，不需要经历阻塞/唤醒这个花时间的过程了。
然而重量级锁就是这么坑，它就是不肯等待一下，一拿不到就是要马上进入阻塞状态。为了解决这个问题，我们引入了另外一种愿意等待一段时间的锁 — 自旋锁。
自旋锁就是，如果此时拿不到锁，它不马上进入阻塞状态，而是等待一段时间，看看这段时间有没其他人把这锁给释放了。怎么等呢？这个就类似于线程在那里做空循环，如果循环一定的次数还拿不到锁，那么它才会进入阻塞的状态。
至于是循环等待几次，这个是可以人为指定一个数字的。
自适应自旋锁
上面我们说的自旋锁，每个线程循环等待的次数都是一样的，例如我设置为 100次的话，那么线程在空循环 100 次之后还没拿到锁，就会进入阻塞状态了。
而自适应自旋锁就牛逼了，它不需要我们人为指定循环几次，它自己本身会进行判断要循环几次，而且每个线程可能循环的次数也是不一样的。而之所以这样做，主要是我们觉得，如果一个线程在不久前拿到过这个锁，或者它之前经常拿到过这个锁，那么我们认为它再次拿到锁的几率非常大，所以循环的次数会多一些。
而如果有些线程从来就没有拿到过这个锁，或者说，平时很少拿到，那么我们认为，它再次拿到的概率是比较小的，所以我们就让它循环的次数少一些。因为你在那里做空循环是很消耗 CPU 的。
所以这种能够根据线程最近获得锁的状态来调整循环次数的自旋锁，我们称之为自适应自旋锁。
轻量级锁
上面我们介绍的三种锁：重量级、自旋锁和自适应自旋锁，他们都有一个特点，就是进入一个方法的时候，就会加上锁，退出一个方法的时候，也就释放对应的锁。
之所以要加锁，是因为他们害怕自己在这个方法执行的时候，被别人偷偷进来了，所以只能加锁，防止其他线程进来。这就相当于，每次离开自己的房间，都要锁上门，人回来了再把锁解开。
这实在是太麻烦了，如果根本就没有线程来和他们竞争锁，那他们不是白白上锁了？要知道，加锁这个过程是需要操作系统这个大佬来帮忙的，是很消耗时间的，。为了解决这种动不动就加锁带来的开销，轻量级锁出现了。
轻量级锁认为，当你在方法里面执行的时候，其实是很少刚好有人也来执行这个方法的，所以，当我们进入一个方法的时候根本就不用加锁，我们只需要做一个标记就可以了，也就是说，我们可以用一个变量来记录此时该方法是否有人在执行。也就是说，如果这个方法没人在执行，当我们进入这个方法的时候，采用CAS机制，把这个方法的状态标记为已经有人在执行，退出这个方法时，在把这个状态改为了没有人在执行了。
显然，比起加锁操作，这个采用CAS来改变状态的操作，花销就小多了。
然而可能会说，没人来竞争的这种想法，那是你说的而已，那如果万一有人来竞争说呢？也就是说，当一个线程来执行一个方法的时候，方法里面已经有人在执行了。
如果真的遇到了竞争，我们就会认为轻量级锁已经不适合了，我们就会把轻量级锁升级为重量级锁了。
所以轻量级锁适合用在那种，很少出现多个线程竞争一个锁的情况，也就是说，适合那种多个线程总是错开时间来获取锁的情况。
偏向锁
偏向锁就更加牛逼了，我们已经觉得轻量级锁已经够轻，然而偏向锁更加省事，偏向锁认为，你轻量级锁每次进入一个方法都需要用CAS来改变状态，退出也需要改变，多麻烦。
偏向锁认为，其实对于一个方法，是很少有两个线程来执行的，搞来搞去，其实也就一个线程在执行这个方法而已，相当于单线程的情况，居然是单线程，那就没必要加锁了。
不过毕竟实际情况的多线程，单线程只是自己认为的而已了，所以呢，偏向锁进入一个方法的时候是这样处理的：如果这个方法没有人进来过，那么一个线程首次进入这个方法的时候，会采用CAS机制，把这个方法标记为有人在执行了，和轻量级锁加锁有点类似，并且也会把该线程的 ID 也记录进去，相当于记录了哪个线程在执行。
然后，但这个线程退出这个方法的时候，它不会改变这个方法的状态，而是直接退出来，懒的去改，因为它认为除了自己这个线程之外，其他线程并不会来执行这个方法。
然后当这个线程想要再次进入这个方法的时候，会判断一下这个方法的状态，如果这个方法已经被标记为有人在执行了，并且线程的ID是自己，那么它就直接进入这个方法执行，啥也不用做
你看，多方便，第一次进入需要CAS机制来设置，以后进出就啥也不用干了，直接进入退出。
然而，现实总是残酷的，毕竟实际情况还是多线程，所以万一有其他线程来进入这个方法呢？如果真的出现这种情况，其他线程一看这个方法的ID不是自己，这个时候说明，至少有两个线程要来执行这个方法论，这意味着偏向锁已经不适用了，这个时候就会从偏向锁升级为轻量级锁。
所以呢，偏向锁适用于那种，始终只有一个线程在执行一个方法的情况哦。
悲观锁和乐观锁
最开始我们说的三种锁，重量级锁、自旋锁和自适应自旋锁，进入方法之前，就一定要先加一个锁，这种我们为称之为悲观锁。悲观锁总认为，如果不事先加锁的话，就会出事，这种想法确实悲观了点，这估计就是悲观锁的来源了。
而乐观锁却相反，认为不加锁也没事，我们可以先不加锁，如果出现了冲突，我们在想办法解决，例如 CAS 机制，上面说的轻量级锁，就是乐观锁的。不会马上加锁，而是等待真的出现了冲突，在想办法解决。
总结
到这里也大致写完了，简单介绍普及了一下，重点的大家要理解他们的由来，原理。每一种锁都有他们的应用以及各自的优缺点。
需要你牢记的东西：
- 锁的级别从低到高：
无锁 -> 偏向锁 -> 轻量级锁 -> 重量级锁 - 锁只能升级，不能降级。也就是锁随着场景变更，可以发生 无锁 -> 偏向锁 -> 轻量级锁 -> 重量级锁的变换，但是不能降级。