线程同步
当多个线程访问同一个数据时，容易出现线程安全问题。需要让线程同步，保证数据安全。即当两个或两个以上线程访问同一资源时，需要某种方式来确保资源在某一时刻只被一个线程使用。
线程同步的实现：
1. 使用synchronized关键字(同步方法或代码块)
java的每个对象都有一个内置锁，内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。
注：
synchronized关键字也可以修饰静态方法，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类。 同步是一种高开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。通常没必要同步整个方法，使用synchronized同步关键代码块即可。
同步方法：给一个方法增加synchronized修饰符后就成为了同步方法，这个方法可以是静态方法和非静态方法，但不能为抽象方法。同步方法是对这个方法块里的代码进行同步，这种情况下锁定的对象就是同步方法所属的主体对象自身。若这个方法为静态同步方法锁定的是这个类对应的java.lang.Class类型的对象。
同步代码块：通过锁定一个指定对象，来对同步代码块中包含的代码进行同步。
synchronized用于保护共享数据，一定要分清哪些数据是共享数据。
2. Lock
JDK1.5后新增功能，与采用synchronized相比，lock可提供多种锁方案，更灵活。
java.util.concurrent.lock中的Lock框架是锁定的一个抽象，它允许把锁定的实现作为Java类，而不是作为语言的特性来实现。这就为Lock的多种实现留下了空间，各种实现可能有不同的调度算法、性能特性或者锁定语义。
ReentrantLock类实现了Lock，它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义，但是添加了类似锁投票、
定时锁等候和可中断锁等候的一些特性。此外，它还提供了在激烈争用情况下更佳的性能。
注意：如果同步代码有异常，要将unlock()写入finally语句块。
Lock和synchronized的区别：
1. synchronized 和 lock 的用法区别
synchronized(隐式锁)：在需要同步的对象中加入此控制，synchronized 可以加在方法上，也可以加在特定代码块中，括号中表示需要锁的对象。
lock（显示锁）：需要显示指定起始位置和终止位置。一般使用 ReentrantLock 类做为锁，多个线程中必须要使用一个
ReentrantLock 类做为对象才能保证锁的生效。且在加锁和解锁处需要通过 lock() 和 unlock() 显示指出。所以一般会在finally 块中写 unlock() 以防死锁。
Lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁。
2. lock是一个接口，而synchronized是java中的关键字，synchronized是内置的语言实现。
3. synchronized在发生异常时，会自动释放线程占有的锁，不会导致死锁现象的发生；而Lock在发生异常时，如果没有主动通过unLock()去释放锁，则很可能造成死锁现象，因此使用Lock时需要在finally块中释放锁；
4. Lock可以让等待锁的线程响应中断，而synchronized却不行，使用synchronized时，等待的线程会一直等待下去，不能够响应中断；通过Lock可以知道有没有成功获取锁，而synchronized却无法办到。
5. synchronized 和 lock 性能区别
synchronized 是托管给 JVM 执行的，而 lock 是 Java 写的控制锁的代码。使用Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具有更好的扩展性（提供更多的子类）。在 JDK 1.5 中，synchronize 是性能低效的。因为这是一个重量级操作，需要调用操作接口，导致有可能加锁消耗的系统时间比加锁以外的操作还多。相比之下使用 Java 提供的 Lock 对象，性能更高一些。但是到了 JDK 1.6，发生了变化。synchronized在语义上很清晰，可以进行很多优化，有适应自旋，锁消除，锁粗化，轻量级锁，偏向锁等等。导致在 JDK 1.6 上 synchronized的性能并不比 Lock 差。
在性能上来说，如果竞争资源不激烈，两者的性能是差不多的，而当竞争资源非常激烈时（即有大量线程同时竞争），此时Lock的性能要远远优于synchronized。所以说，在具体使用时要根据适当情况选择。
6. synchronized 和 lock 机制区别
synchronized 原始采用的是 CPU 悲观锁机制，即线程获得的是独占锁。独占锁意味着其他线程只能依靠阻塞来等待线程释放锁。Lock 用的是乐观锁方式。所谓乐观锁就是，每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作，如果因为冲突失败就重试，直到成功为止。乐观锁实现的机制就是 CAS 操作（Compare and Swap）。
3. volatile实现线程同步
volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制。需要在同步的变量前面加时volatile修饰，即可实现线程同步。
1.多线程中的非同步问题主要出现在对域的读写上，如果让域自身避免这个问题，则就不需要修改操作该域的方法。
2.volatile不能保证原子操作，因此volatile不能代替synchronized
3.每次要线程要访问volatile修饰的变量时都是从内存中读取，而不是从缓存当中读取，因此每个线程访问到的变量值都是一样的。这样就保证了同步。
使用场景：
1）对变量的写操作不依赖当前值。
2）该变量没有包含在具有其他变量的不变式中。也就是变量取值时值的内容独立于程序其他部分。
4. 线程同步的方法：
wait():使一个线程处于等待状态，并且释放所持有的对象的lock。
sleep():使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要捕捉 InterruptedException异常。
notify():唤醒一个处于等待状态的线程，注意的是在调用此方法的时候，并不能确切的 唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且不是按优先级。
notityAll ():唤醒所有处入等待状态的线程，注意并不是给所有唤醒线程一个对象的锁， 而是让它们竞争。
线程同步的优缺点：
优点：解决了线程安全问题。
缺点：性能下降，会带来死锁。
有关死锁的认知，参考博客：https://blog.csdn.net/duan196_118/article/details/104653053
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