jdk1.5 以后，在 java.util.concurrent.locks 包下，有一组实现线程同步的接口和类，说到线程的同步，可能大家都会想到 synchronized 关键字，
这是 java 内置的关键字，用来处理线程同步的，但这个关键字有很多的缺陷，使用起来也不是很方便和直观，所以就出现了 Lock，下面，我们
就来对比着讲解 Lock。
通常我们在使用 synchronized 关键字的时候会遇到下面这些问题：
（1）不可控性，无法做到随心的加锁和释放锁。
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（2）效率比较低下，比如我们现在并发的读两个文件，读与读之间是互不影响的，但如果给这个读的对象使用 synchronized 来实现同步的话，
那么只要有一个线程进入了，那么其他的线程都要等待。
（3）无法知道线程是否获取到了锁。
而上面 synchronized 的这些问题，Lock 都可以很好的解决，并且 jdk1.5 以后，还提供了各种锁，例如读写锁，但有一点需要注意，使用 synchronized
关键时，无须手动释放锁，但使用 Lock 必须手动释放锁。下面我们就来学习一下 Lock 锁。
Lock 是一个上层的接口，其原型如下，总共提供了 6 个方法：
public interface Lock {
// 用来获取锁，如果锁已经被其他线程获取，则一直等待，直到获取到锁
void lock();
// 该方法获取锁时，可以响应中断，比如现在有两个线程，一个已经获取到了锁，另一个线程调用这个方法正在等待锁，但是此刻又不想让这个线程一直在这死等，可以通过
调用线程的Thread.interrupted()方法，来中断线程的等待过程
void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
// tryLock方法会返回bool值，该方法会尝试着获取锁，如果获取到锁，就返回true，如果没有获取到锁，就返回false，但是该方法会立刻返回，而不会一直等待
boolean tryLock();
// 这个方法和上面的tryLock差不多是一样的，只是会尝试指定的时间，如果在指定的时间内拿到了锁，则会返回true，如果在指定的时间内没有拿到锁，则会返回false
boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
// 释放锁
void unlock();
// 实现线程通信，相当于wait和notify，后面会单独讲解
Condition newCondition();
}那么这几个方法该如何使用了？前面我们说到，使用 Lock 是需要手动释放锁的，但是如果程序中抛出了异常，那么就无法做到释放锁，有可能引起死锁，
所以我们在使用 Lock 的时候，有一种固定的格式，如下：
Lock l = ...;
l.lock();
try {
// access the resource protected by this lock
} finally {// 必须使用try，最后在finally里面释放锁
l.unlock();
}下面我们来看一个简单的例子，代码如下：
/**
* 描述：Lock使用
*/
public class LockDemo {
// new一个锁对象，注意此处必须声明成类对象，保持只有一把锁,ReentrantLock是Lock的唯一实现类
Lock lock = new ReentrantLock();
public void readFile(String fileMessage){
lock.lock();// 上锁
try{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"得到了锁，正在读取文件……");
for(int i=0; i<fileMessage.length(); i++){
System.out.print(fileMessage.charAt(i));
}
System.out.println();
System.out.println("文件读取完毕！");
}finally{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"释放了锁！");
lock.unlock();
}
}
public void demo(final String fileMessage){
// 创建若干个线程
ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
// 提交20个任务
for(int i=0; i<20; i++){
service.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
readFile(fileMessage);
try {
Thread.sleep(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
// 释放线程池中的线程
service.shutdown();
}
}Lock与synchronized的对比
1、作用
lock 和 synchronized 都是 Java 中去用来解决线程安全问题的一个工具。
2、来源
sychronized 是 Java 中的一个关键字。
lock 是 JUC 包里面提供的一个接口，这个接口有很多实现类，其中就包括我们最常用的 ReentrantLock(可重入锁)。
3、锁的力度
sychronized 可以通过两种方式去控制锁的力度：
把 sychronized 关键字修饰在方法层面。
修饰在代码块上。
锁对象的不同：
锁对象为静态对象或者是class对象，那这个锁属于全局锁。
锁对象为普通实例对象，那这个锁的范围取决于这个实例的生命周期。
lock锁的力度是通过 lock()与unlock()两个方法决定的。在两个方法之间的代码能保证其线程安全。lock的作用域取决于lock实例的生命周期。
4、灵活性
lock锁比sychronized的灵活性更高。
lock可以自主的去决定什么时候加锁与释放锁。只需要调用lock 的lock()和unlock()这两个方法就可以。
sychronized 由于是一个关键字，所以他无法实现非阻塞竞争锁的方法，一个线程获取锁之后，其他锁只能等待那个线程释放之后才能有获取锁的机会。
5、公平锁与非公平锁
公平锁：多个线程按照申请锁的顺序去获得锁，线程会直接进入队列去排队，永远都是队列的第一位才能得到锁。
优点：所有的线程都能得到资源，不会饿死。
缺点：吞吐量低，队列里面除了第一个线程，其他的线程都会阻塞，cpu唤醒阻塞线程的开销大。
非公平锁：多个线程去获取锁的时候，会直接去尝试获取，获取不到，再去进入等待队列，如果能获取到，就直接获取到锁。
优点：可以减少CPU唤醒线程的开销，整体的吞吐效率会高点，CPU也不必取唤醒所有线程，会减少唤起线程的数量。
缺点：可能导致队列中间的线程一直获取不到锁或者长时间获取不到锁，最终饿死。
lock提供了公平锁和非公平锁两种机制（默认非公平锁）。
sychronized是非公平锁。
6、异常是否释放锁
synchronized锁的释放是被动的，当sychronized同步代码块执行结束或者出现异常的时候才会被释放。
lock锁发生异常的时候，不会主动释放占有的锁，必须手动unlock()来释放，所以我们一般都是将同步代码块放进try-catch里面，finally中写入unlock()方法，避免死锁发生。
7、判断是否能获取锁
synchronized不能。
lock提供了非阻塞竞争锁的方法trylock()，返回值是Boolean类型。它表示的是用来尝试获取锁：成功获取则返回true；获取失败则返回false，这个方法无论如何都会立即返回。
8、调度方式
synchronized使用的是object对象本身的wait、notify、notifyAll方法，而lock使用的是Condition进行线程之间的调度。
9、是否能中断
synchronized只能等待锁的释放，不能响应中断。
lock等待锁过程中可以用interrupt()来中断。
10、性能
如果竞争不激烈，性能差不多；竞争激烈时，lock的性能会更好。
lock锁还能使用readwritelock实现读写分离，提高多线程的读操作效率。
11、sychronized锁升级
synchronized 代码块是由一对 monitorenter/monitorexit 指令实现的。Monitor的实现完全是依靠操作系统内部的互斥锁，因为需要进行用户态到内核态的切换，所以同步操作是一个无差别的重量级操作。
所以现在JVM提供了三种不同的锁：偏向锁、轻量级锁、重量级锁。
偏向锁：
当没有竞争出现时，默认使用偏向锁。线程会利用 CAS 操作在对象头上设置线程 ID ，以表示对象偏向当前线程。
目的：在很多应用场景中，大部分对象生命周期最多会被一个线程锁定，使用偏向锁可以降低无竞争时的开销。
轻量级锁：
JVM比较当前线程的 threadID 和 Java 对象头中的threadID是否一致，如果不一致（比如线程2要竞争锁对象），那么需要查看 Java 对象头中记录的线程1是否存活（偏向锁不会主动释放因此还是存储的线程1的 threadID），如果没有存活，那么锁对象还是为偏向锁（对象头中的threadID为线程2的）；如果存活，那么撤销偏向锁，升级为轻量级锁。
当有其他线程想访问加了轻量级锁的资源时，会使用自旋锁优化，来进行资源访问。
目的：竞争锁对象的线程不多，而且线程持有锁的时间也不长的情景。因为阻塞线程需要CPU从用户态转到内核态，开销大，如果刚刚阻塞不久这个锁就被释放了，就得不偿失了，因此这个时候就干脆不阻塞这个线程，让它自旋这等待锁释放。
重量级锁：
自旋失败，很大概率 再一次自选也是失败，因此直接升级成重量级锁，进行线程阻塞，减少cpu消耗。
当锁升级为重量级锁后，未抢到锁的线程都会被阻塞，进入阻塞队列。
