五、常见锁策略 + CAS + synchronized原理

一、乐观锁 & 悲观锁

锁的实现者，预测接下来锁冲突的概率，来决定接下来该怎么做。于是分为两大“门派”：

乐观锁：乐观锁是一种乐观的思想，预测接下来冲突概率不大或认为多个线程之间不会发生冲突，因此在访问数据时不会加锁，而是通过在读取数据时记录一个版本号，更新数据时如果版本号不一致，则认为数据已经被其他线程修改过，需要重新尝试更新（借助版本号或时间戳识别出当前的数据访问是否冲突）。例如 Java 中的 AtomicInteger 类，其内部实现使用了乐观锁机制。

悲观锁：悲观锁则是一种悲观的思想，预测接下来冲突概率比较大或认为多个线程之间会发生冲突，因此在访问数据时会对其加锁，以防止其他线程同时访问。

Synchronized 初始使用乐观锁策略，当发现锁竞争比较频繁的时候，就会自动切换成悲观锁策略。

通常来说悲观锁一般要做的工作要更多一些，效率会更低一些。乐观锁做的工作会更少一点，效率更高一点。

二、重量级锁 & 轻量级锁

知识补充：锁的核心特性 “原子性”，这样的机制追根溯源是 CPU 这样的硬件设备提供的。CPU 提供了 “原子操作指令”，操作系统基于 CPU 的原子指令，实现了 mutex 互斥锁。JVM 基于操作系统提供的互斥锁，实现了 synchronized 和 ReentrantLock 等关键字和类。

重量级锁：加锁解锁，过程更低效。加锁机制重度依赖了 OS 提供了 mutex。其中涉及到大量的内核态用户态切换，很容易引发线程的调度。而这个操作，相对来说成本都比较高。

轻量级锁：加锁解锁，过程更高效。加锁机制尽可能不使用 mutex，而是尽量使用用户态代码完成。实在搞不定了，再使用 mutex。涉及到少量的内核态用户态切换，不太容易引发线程调度。

一般情况下：一个乐观锁很可能是一个轻量级锁（不绝对），一个悲观锁很可能是一个重量级锁（不绝对）

需要注意的是，用户态的时间成本是比较可控的，而内核态的时间成本不太可控

> 用户态下的程序只能访问用户空间的数据和代码，无法直接访问内核空间中的数据和资源，而内核态下的程序可以访问并操作所有的系统资源。