线程安全实现
互斥同步
主要实现方式：临界区、互斥量和信号量都是主要的互斥实现方式
在java中，最基本的同步手段就是synchronized关键字，synchronized关键字在经过编译过后，会在同步块前后分别形成monitorenter和monitorexit两个字节码指令。这两个指令都需要一个reference类型的参数来指明要锁定和解锁的对象。指定了对象参数就取对应对象参数，没有指定就根据修饰的是实例方法还是类方法，去取对应的对象实例或Class对象来作为锁对象。
java的线程是映射到操作系统的原生线程之上的，如果要阻塞或者唤醒一个线程，都需要操作系统帮忙完成，这就需要从用户态转换到核心态中，状态转换花费的时间通常比较长，所以，虚拟机本身会进行一些优化，比如，再通知操作系统阻塞线程之前加入一段自旋等待过程，避免频繁的切入到核心态之中
还可以使用ReentrantLock来实现同步，ReentrantLock表现为API层面上得互斥锁(lock()和unlock()方法配合try/finally语句块来完成)，另一个表现为原生语法层面得互斥。同时具有三项高级功能：等待可中断、可实现公平锁、以及锁可以绑定多个条件
等待可中断是指持有锁在长期获取不到锁得时候，可以选择放弃等待，改为处理其他事情。
公平锁是指获取锁得顺序和申请锁得时间顺序绑定，ReentrantLock默认是公平锁
绑定多个条件是指ReentrantLock可以同时绑定多个condition对象。
非阻塞同步
互斥同步是一种悲观的并发策略，无论共享数据是否真的会出现竞争，它都要进行加锁。这样会对性能产生严重得影响。所以就有了乐观得并发策略，非阻塞同步。它是一种基于冲突检测的策略(依靠硬件得发展–原子操作的实现)
最主要得硬件指令支持 CAS (compare and swap)，1.5之后支持。
CAS需要3个操作数，分别是内存位置，旧得预期值和新值。在执行指令时，当且仅当内存位置得值是旧得预期值时，才更新为新值
CAS得ABA问题：原位置得值被修改为其他值了，在比较判断得时候又改回了原来的值，但是CAS操作还是会成功。
锁优化
jdk1.5到jdk1.6得一个重要改进就是高效并发。HotSpot虚拟机开发团队优化了各种锁，如：自适应自旋、锁消除、锁粗话、轻量级锁和偏向锁等
自旋和自适应自旋
互斥同步对性能最大得影响是阻塞得实现，挂起和恢复线程的操作都需要转入到内核态完成，这些操作非常耗时。同时，在多数情况下，共享数据得锁定状态只会持续很短的一段时间，为了这段时间取挂起和恢复线程并不值得。在这种情况下，若有两个线程在请求一个锁，其中一个获得了，就可以让另外一个稍等一下，但不放弃处理器执行时间，看看持有锁得线程是否很快就释放锁。这种技术就是自旋锁。
自旋锁并不能完全代替阻塞，有些情况，因为自旋还是会消耗cpu资源的，若锁持有者长时间不释放锁，那么就会造成无谓的消耗。所以默认自旋次数10次，可设置。
自适应自旋，意味着自旋的时间不再固定了，而是由前一次在同一个锁上的自旋时间及锁的拥有者的状态来决定。若果某个自旋锁前面获取到了锁，那么他会认为接下来的自旋锁也有机会获得锁，会允许其自旋更长的时间。若很少成功过，那么后续就会忽略调自旋过程。
轻量级锁与偏向锁
在没有多线程竞争的前提下，减少系统互斥量操作产生的性能消耗
实现主要依赖于对象头里的数据。我们知道，对象头(Mark Word)内部主要有两部分数据，一部分存储GC分代年龄，哈希吗等，另一部分存储指向方法区该对象类型数据的指针，如果是数组对象的话还会有一个额外的部分用于存储数组长度。
当代码进入同步块时，若该对象的对象头对应标志对象锁定状态为未锁定状态时，虚拟机将在当前线程中创建一个Mark Word的拷贝。然后，采用CAS操作尝试讲对象的Mark Word 更新为指向该拷贝的指针，若成功，则该对象拥有了对象的锁。并且对象的Mark Word的锁标志位会变为00，及表示当前对象处于轻量级锁定状态。若更新失败，判断该对象的Mark Word是否指向当前线程的栈帧，若是，则证明已经获取了锁，则可继续执行，否则，说明这个对象已被别人占领，同时有两条以上的线程竞争锁时，轻量级锁不再有效，膨胀为重量级锁，锁标志为变为10，Mark Word中存储的就是指向重量级锁(互斥量)的指针，后面等待锁的线程也要进入阻塞状态。
解锁的过程是一样的，使用CAS操作去替换对象的Mark Word为线程栈帧的记录，若失败了，说明有其他线程尝试过获取该锁，那就要在释放锁的同时，唤醒被挂起的线程。
偏向锁
经过研究发现，大多数情况下，锁不仅不存在多线程竞争，而且总是由同一线程多次获得，为了让线程获得锁的代价更低而引人了偏向锁
锁会偏向第一个获得它的线程，如果在接下来的执行过程中，该锁没有被其他的线程获取，则持有偏向锁的线程将永远不需要再进行同步。
- 当锁对象第一次被线程获取的时候，虚拟机会将对象头中的锁标志位置为 “01”(偏向模式)
- 同时，使用CAS操作，把获取到这个锁的线程的ID记录在对象的Mark Word中
- 如果 CAS成功，持有偏向锁的线程每次进入这个锁相关的同步块时，虚拟机可以不进行任何同步操作
若此时有其他线程争夺锁
- 首先暂停拥有偏向锁的线程
- 然后检查持有偏向锁的线程是否活着
- 不活跃，将对象头设置成无锁状态 (标志位”01”，但不可偏向)
- 活跃
- CAS成功，重新偏向，更改线程ID
- 失败，恢复成无锁状态，或者变成轻量级锁定状态。
逃逸分析
当一个对象再方法中被定义后，它可能北外部方法所引用，例如作为调用参数传递到其他方法中，成为方法逃逸。甚至还有可能被外部线程访问到，譬如赋值给类变量或可以再其他线程中访问的实例变量，称为线程逃逸。如果能证明一个对象不会逃逸到方法或线程之外，也就是别的方法或线程无法通过任何途径访问到这个对象，则可能为这个变量进行一些优化。比如：
- 栈上分配，在栈上分配这个对象，那么大量对象会随着入栈和出栈被销毁，不用等到垃圾回收
- 同步消除：如果能确认一个变量不会逃逸出线程，那么这个变量就不会有竞争，对这个变量的同步措施就可以清除掉
- 标量替换：java中的原始数据类型都不能再进一步分解，这种可以称为标量。其他的被称为聚合量。比如对象，就是一个标准的聚合量。把一个对象拆散，根据程序访问的情况，将其使用到的成员变量恢复原始类型来访问就叫做标量替换。若逃逸分析一个对象不会北外部访问，并且这个对象可以被拆散，那程序真正执行的时候可能不创建这个对象，而改为直接创建它的若干个被方法使用到的成员变量来代替。那这一部分变量，就可以使用栈上分配了