Lock、synchronized

Synchronized

如果一个代码块被synchronized修饰了，当一个线程获取了对应的锁，并执行该代码块时，其他线程便只能一直等待，等待获取锁的线程释放锁，而这里获取锁的线程释放锁只会有两种情况：
　　1）获取锁的线程执行完了该代码块，然后线程释放对锁的占有；
　　2）线程执行发生异常，此时JVM会让线程自动释放锁。
　　那么如果这个获取锁的线程由于要等待IO或者其他原因（比如调用sleep方法），获取锁的线程被阻塞了，但是又没有释放锁，其他线程便只能干巴巴地等待，这非常影响程序的执行效率。因此就需要有一种机制可以不让等待的线程一直无期限地等待下去（比如只等待一定的时间或者能够响应中断），通过Lock就可以办到。

Lock

1）Lock不是Java语言内置的，synchronized是Java语言的关键字，因此是内置特性。Lock是一个接口，通过这个接口可以实现同步访问；

2）Lock和synchronized有一点非常大的不同，采用synchronized不需要用户去手动释放锁，当synchronized方法或者synchronized代码块执行完之后，系统会自动让线程释放对锁的占用；而Lock则必须要用户去手动释放锁，如果没有主动释放锁，就有可能导致出现死锁现象。

3）在Lock接口中，lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)和lockInterruptibly()是用来获取锁的。unLock()方法是用来释放锁的。

4）通过Lock的tryLock()可以知道有没有成功获取锁，而synchronized却无法办到。

5）Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。（ReentrantReadWriteLock）

6）Lock可以让等待锁的线程响应中断（lockInterruptibly()）

tryLock()方法是有返回值的，它表示用来尝试获取锁，如果获取成功，则返回true，如果获取失败（即锁已被其他线程获取），则返回false，
当通过lockInterruptibly()方法获取某个锁时，如果不能获取到，只有进行等待的情况下，是可以响应中断的。而用synchronized修饰的话，当一个线程处于等待某个锁的状态，是无法被中断的，只有一直等待下去（获取锁，能够获得就继续执行，如果不能获得就中断等待，直接终止线程？？？）

lock( )方法，如果锁已被其他线程获取，则会等待。tryLock( )方法，拿不到锁时不会一直在那等待。lockInterruptibly( )方法能够响应中断。

可重入锁、可中断锁、公平锁、读写锁。

可重入锁

如果锁具备可重入性，则称作为可重入锁。像synchronized和ReentrantLock都是可重入锁，可重入性实际上表明了锁的分配机制：基于线程的分配，而不是基于方法调用的分配。举个简单的例子，当一个线程执行到某个synchronized方法时，比如说method1，而在method1中会调用另外一个synchronized方法method2，此时线程不必重新去申请锁，而是可以直接执行方法method2。

可中断锁

顾名思义，就是可以相应中断的锁。在Java中，synchronized就不是可中断锁，而Lock是可中断锁。如果某一线程A正在执行锁中的代码，另一线程B正在等待获取该锁，可能由于等待时间过长，线程B不想等待了，想先处理其他事情，我们可以让它中断自己或者在别的线程中中断它，这种就是可中断锁。在前面的lockInterruptibly()的用法时已经体现了Lock的可中断性。

公平锁

尽量以请取锁的顺序来获取锁。比如同是有多个线程在等待一个锁，当这个锁被释放时，等待时间最久的线程（最先请求的线程）会获得该所，这种就是公平锁。非公平锁即无法保证锁的获取是按照请求锁的顺序进行的。这样就可能导致某个或者一些线程永远获取不到锁。在Java中，synchronized就是非公平锁，它无法保证等待的线程获取锁的顺序。而对于ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock，它默认情况下是非公平锁，但是可以设置为公平锁。

/**
 * 如果参数为true表示为公平锁，为fasle为非公平锁。
 * 默认情况下，如果使用无参构造器，则是非公平锁。
**/

ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);

读写锁

对一个资源（比如文件）的访问分成了2个锁，一个读锁和一个写锁。正因为有了读写锁，才使得多个线程之间的读操作不会发生冲突。ReadWriteLock就是读写锁，它是一个接口，ReentrantReadWriteLock实现了这个接口。可以通过readLock()获取读锁，通过writeLock()获取写锁。

CountDownLatch、CyclicBarrier 、join()、线程池

CyclicBarrier

CyclicBarrier 的字面意思是可循环（Cyclic）使用的屏障（Barrier），又叫同步屏障。它可以让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续干活。线程到达屏障的控制通过CyclicBarrier 的 await() 方法实现。

CyclicBarrier 的构造方法有 CyclicBarrier(int parties)，其参数表示屏障拦截的线程数量，每个线程调用 await 方法告诉 CyclicBarrier 我已经到达了屏障，然后当前线程被阻塞。

CyclicBarrier 还提供一个构造函数 CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) ，用于在线程都到达屏障时，优先执行barrierAction 这个 Runnable 对象，然后都到达屏障的线程继续执行。

实现原理

在CyclicBarrier的内部定义了一个ReentrantLock对象，每当一个线程调用 CyclicBarrier的await方法时，将剩余拦截的线程数减1，然后判断剩余拦截数是否为0，如果不是，进入 Lock 对象的条件队列等待。如果是则执行barrierAction 对象的 run 方法，然后将锁的条件队列中的所有线程放入锁等待队列中，这些线程会依次的获取锁、释放锁，接着先从await 方法返回，再从CyclicBarrier的 await方法中返回。

CountDownLatch

Java 的 util.concurrent 包里面的 CountDownLatch 其实可以把它看作一个计数器（倒计时锁），只不过这个计数器的操作是原子操作，同时只能有一个线程去操作这个计数器，也就是同时只能有一个线程去减这个计数器里面的值。

你可以向 CountDownLatch 对象设置一个初始的数字作为计数值，任何调用这个对象上的 await() 方法都会阻塞，直到这个计数器的计数值被其他的线程减为 0 为止。

join

join() 是 Thread 类的一个方法，join() 方法的作用是等待当前线程结束，也即让“主线程”等待“子线程”结束之后才能继续运行。t.join() 方法阻塞调用此方法的线程 (calling thread)，直到线程 t完成，此线程再继续（看起来和同步调用类似）；通常用于在 main 主线程内，等待其它线程完成后再继续执行 main 主线程。

join 实现原理

Join 方法实现是通过 wait（Object 提供的方法）。看源代码知会进入while(isAlive()) 循环；即只要子线程是活的，主线程就不停的等待。

CyclicBarrier 和 CountDownLatch 比较

CountDownLatch 的作用是允许1或N个线程等待其他线程完成执行；而 CyclicBarrier 则是允许N个线程相互等待。

CountDownLatch 的计数器无法被重置；CyclicBarrier 的计数器可以被重置后使用，因此它被称为是循环的 barrier。

CountDownLatch 与 join 比较

调用thread.join() 方法必须等thread 执行完毕，当前线程才能继续往下执行，
而CountDownLatch通过计数器提供了更灵活的控制，只要检测到计数器为0当前线程就可以往下执行而不用管相应的thread是否执行完毕。

线程池

当线程池的线程全部执行完毕后再执行主线程， executorService.shutdown()，当线程池里面的线程结束之后，会主动关闭线程池，executorService.isTerminated()，是判断是否结束。

public class ExecuteOrderPractice {

    public void orderPractice(){
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
        for(int i = 0; i < 5; i++){
            executorService.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try{
                        Thread.sleep(1000);
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " do something");
                    }catch (InterruptedException e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }

        executorService.shutdown();

        while(true){
            if(executorService.isTerminated()){
                System.out.println("Finally do something ");
                break;
            }
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args){
        new ExecuteOrderPractice().orderPractice();

    }
}

condition?wait/notify