java中的各種鎖性能比較及原理
多線程的緣由
進程間的切換耗費的代價太大，因此需要一種花銷小，切換快的多任務操作方式。
一個進程中可以同時運行多個線程，彼此之間使用相同的地址空間，共享大部分數據。啟動一個線程所花費的空間遠小於啟動一個進程所花費的空間。
由於多個線程共享所屬進行的資源和地址空間，那麼當多線程要同時訪問某個資源時就存在加鎖的問題。
常見的鎖有：
- synchronized
- ReentrantLock
- Semaphore
- AtomicInteger
synchronized
synchronized機制是給共享資源上鎖，只有拿到鎖的線程才可以訪問共享資源，這樣就可以強制使得對共享資源的訪問都是順序的。synchronized實現的機理依賴於軟件層面上的JVM。
在多線程應用程序中使用該關鍵字，實現方便，後續工作由JVM來完成，可靠性高。只有在確定鎖機制是當前多線程程序的性能瓶頸時，才考慮使用其他機制，如ReentrantLock等
ReentrantLock
可重入鎖，顧名思義，這個鎖可以被線程多次重複進入進行獲取操作。
ReentantLock繼承接口Lock並實現了接口中定義的方法，除了能完成synchronized所能完成的所有工作外，還提供了諸如可響應中斷鎖、可輪詢鎖請求、定時鎖等避免多線程死鎖的方法。
Lock實現的機理依賴於特殊的CPU指定，可以認為不受JVM的約束，並可以通過其他語言平臺來完成底層的實現。在併發量較小的多線程應用程序中，ReentrantLock與synchronized性能相差無幾，但在高併發量的條件下，synchronized性能會迅速下降幾十倍，而ReentrantLock的性能卻能依然維持一個水準。
與synchronized會被JVM自動解鎖機制不同，ReentrantLock加鎖後需要手動進行解鎖。為了避免程序出現異常而無法正常解鎖的情況，使用ReentrantLock必須在finally控制塊中進行解鎖操作。
Semaphore
上述兩種鎖機制類型都是“互斥鎖”，學過操作系統的都知道，互斥是進程同步關係的一種特殊情況，相當於只存在一個臨界資源，因此同時最多隻能給一個線程提供服務。但是，在實際複雜的多線程應用程序中，可能存在多個臨界資源，這時候我們可以藉助Semaphore信號量來完成多個臨界資源的訪問。
Semaphore基本能完成ReentrantLock的所有工作，使用方法也與之類似，通過acquire()與release()方法來獲得和釋放臨界資源。
Semaphore的鎖釋放操作也由手動進行，因此與ReentrantLock一樣，為避免線程因拋出異常而無法正常釋放鎖的情況發生，釋放鎖的操作也必須在finally代碼塊中完成。
AtomicInteger
i++等運算不具有原子性，是不安全的線程操作之一。JVM為此類操作特意提供了一些同步類，使得使用更方便，且使程序運行效率變得更高通過相關資料顯示，通常AtomicInteger的性能是ReentantLock的好幾倍。
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