Synchronized
synchronized 是什么
synchronized是 java 提供的原子性内置锁，实现基本的同步机制，不支持超时，非公平，不可中断，不支持多条件，基于 JVM 的 Monitor（监视锁）机制实现，主要解决的是多个线程之间的访问资源的同步性，可以保证被它修饰的方法或者代码块在任意时刻只有一个线程执行，以及保证：
- 原子性
- 可见性
- 有序性
监视器锁（Monitor）是 JVM 内置的锁机制，开发者无法直接操作 Monitor，只能通过
synchronized间接使用它。Monitor 的获取与释放对开发者是不可见的，由 JVM 自动管理
synchronized还是排它锁，当一个线程获得锁之后，其他线程就必须等到该线程释放锁之后才能获得锁，由于java中的线程和操作系统原生线程一一对应，线程被阻塞或者唤醒的时候会从用户态转换为内核态，这种转换非常消耗性能。
synchronized 的可重入性
synchronized是可重入的，每获取一次锁，计数器加一，释放锁时，计数器减一，直到计数器为 0，锁才会真正释放。
ReentrantLock
ReentrantLock是 JUC（java.util.concurrent.locks）提供的一个可重入锁、可中断、公平锁/非公平锁任选的显式锁（Explicit Lock）
ReentrantLock 锁模式
非公平锁（默认）
获取锁的时候会“插队”，性能高，吞吐量大
公平锁
FIFO，先来先获取锁，但是性能比非公平锁低
ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true); // true = 公平锁
ReentrantLock的能力
ReentrantLock底层实现主要是依赖于抽象类AbstractQueuedSynchronizer(AQS)，该类提供了基本同步机制的框架，其中包含了队列，状态值等。
1、tryLock() – 尝试获得锁，不等待
if (lock.tryLock()) {try { ... } finally { lock.unlock(); }
} else {System.out.println("获取锁失败");
}
作用：防止线程永久等待 → 适合高性能场景（比如秒杀系统）
2、tryLock(timeout) – 超时获取锁
if (lock.tryLock(2, TimeUnit.SECONDS)) {try { ... } finally { lock.unlock(); }
}
作用：避免长时间等待，适用于读写混用、高并发业务。
3、lockInterruptibly – 可中断获取锁
try {lock.lockInterruptibly();try { ... } finally { lock.unlock(); }
} catch (InterruptedException e) {System.out.println("线程被中断，放弃等待锁");
}
作用：在等待锁期间可取消任务，适用于死锁检测等场景。
4、多条件队列 – Condition
相比于synchronized只有一个wait-set，而ReentrantLock可以创建多个Condition
Condition condition = lock.newCondition();
作用：实现更复杂的线程通信（比如生产者 / 消费者 多条件控制）。
Synchronized VS. ReentrantLock
| 能力 | synchronized | ReentrantLock |
|---|---|---|
| 可重入 | ✔ | ✔ |
| 公平锁 | ✘ | ✔（可选） |
| 非阻塞尝试 | ✘ | tryLock() ✔ |
| 可中断获取锁 | ✘ | lockInterruptibly() ✔ |
| 超时获取锁 | ✘ | tryLock(timeout) ✔ |
| 条件队列 | 1 个 wait-set | 多个 Condition ✔ |
| 必须手动释放锁 | 自动 | 必须 unlock() |
| 使用场景 | 一般情况用Synchronized就行，比较简单 | 比较灵活，支持的功能比较多，在复杂情况下用 |
volatile
volatile 的作用
主要保证变量的可见性和禁止指令重排优化，但是不能保证原子性
1、可见性（Visibility）
多个线程读写共享变量，如果不加 volatile：
- 线程可能读取到 旧值（因为线程读的是工作内存副本）
- volatile 让线程每次读取都从 主内存 读
避免线程间由于缓存一致性问题导致的 “看见” 旧值的现象。
2、禁止指令重排序（ordering）
volatile 会插入内存屏障（Memory Barrier），例如：
- LoadLoad
- StoreStore
- StoreLoad（最强）
从而阻止 JVM 和 CPU 进行重排序
Synchronized VS. volatile
volatile 只保证可见性 + 禁止重排；synchronized 保证原子性 + 可见性 + 有序性。
volatile 是“轻量级读写”；synchronized 是“重量级加锁”。
| 对比项 | volatile | synchronized |
|---|---|---|
| 是否保证原子性 | ❌ 不保证 | ✔ 保证 |
| 可见性 | ✔ 保证 | ✔ 保证 |
| 是否禁止指令重排 | ✔ 禁止 | ✔ 禁止（通过内存屏障） |
| 是否会阻塞线程 | ❌ 不会阻塞 | ✔ 可能阻塞（等待锁） |
| 是否适用于复合操作（i++） | ❌ 不适用 | ✔ 适用 |
| 性能 | ⭐ 非常快 | 🐢 慢（涉及锁竞争） |
| 底层实现 | 内存屏障 + volatile 写入协议 | 监视器锁（Monitorenter/monitorexit） |
| 是否可重入 | 不适用 | ✔ 可重入锁 |
| 是否能实现临界区保护 | ❌ 不行 | ✔ 可以 |
| 适用场景 | 状态标志、DCL 单例、配置刷新 | 多线程共享修改的临界区 |
The end….