本章，我們介紹鎖的架構；后面的章節將會對它們逐個進行分析介紹。目錄如下：
01. Java多線程系列--“JUC鎖”01之 框架
02. Java多線程系列--“JUC鎖”02之 互斥鎖ReentrantLock
03. Java多線程系列--“JUC鎖”03之 公平鎖(一) 
04. Java多線程系列--“JUC鎖”04之 公平鎖(二) 
05. Java多線程系列--“JUC鎖”05之 非公平鎖 
06. Java多線程系列--“JUC鎖”06之 Condition條件
07. Java多線程系列--“JUC鎖”07之 LockSupport
08. Java多線程系列--“JUC鎖”08之 共享鎖和ReentrantReadWriteLock 
09. Java多線程系列--“JUC鎖”09之 CountDownLatch原理和示例
10. Java多線程系列--“JUC鎖”10之 CyclicBarrier原理和示例
11. Java多線程系列--“JUC鎖”11之 Semaphore信號量的原理和示例

根據鎖的添加到Java中的時間，Java中的鎖，可以分為"同步鎖"和"JUC包中的鎖"。

同步鎖

　　即通過synchronized關鍵字來進行(xing)同步(bu)，實現對競爭資源的互(hu)斥訪問(wen)的鎖。Java 1.0版本中(zhong)就(jiu)已經支持(chi)同步(bu)鎖了。

　　同(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)鎖的(de)(de)原(yuan)理是(shi)，對于每(mei)一(yi)(yi)(yi)個對象，有(you)且僅有(you)一(yi)(yi)(yi)個同(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)鎖；不同(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)線(xian)程能(neng)共同(tong)(tong)(tong)(tong)訪問該同(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)鎖。但是(shi)，在同(tong)(tong)(tong)(tong)一(yi)(yi)(yi)個時間點，該同(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)鎖能(neng)且只能(neng)被一(yi)(yi)(yi)個線(xian)程獲取到(dao)。這樣(yang)，獲取到(dao)同(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)鎖的(de)(de)線(xian)程就能(neng)進(jin)行(xing)(xing)CPU調度(du)，從而(er)在CPU上執行(xing)(xing)；而(er)沒有(you)獲取到(dao)同(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)鎖的(de)(de)線(xian)程，必須進(jin)行(xing)(xing)等(deng)待，直(zhi)到(dao)獲取到(dao)同(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)鎖之(zhi)后(hou)才(cai)能(neng)繼續運(yun)行(xing)(xing)。這就是(shi)，多線(xian)程通過同(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)鎖進(jin)行(xing)(xing)同(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)的(de)(de)原(yuan)理！

　　關于"同步鎖"的更多內容，請參考"Java鎖的基礎部分"的內容。

JUC包中的鎖 

　　相比同步(bu)鎖，JUC包中的鎖的功能(neng)更加強大，它為(wei)鎖提供(gong)了一(yi)個框架，該框架允許(xu)更靈活地使(shi)用鎖，只是(shi)它的用法更難罷了。

　　JUC包中的鎖，包括：Lock接口，ReadWriteLock接口，LockSupport阻塞原語(yu)，Condition條件，AbstractOwnableSynchronizer/AbstractQueuedSynchronizer/AbstractQueuedLongSynchronizer三個抽(chou)象類(lei)，ReentrantLock獨占鎖，ReentrantReadWriteLock讀寫鎖。由于CountDownLatch，CyclicBarrier和Semaphore也是通過AQS來實現的；因此，我也將它們歸納到鎖的框架中進行介紹(shao)。

　　先看(kan)(kan)看(kan)(kan)鎖的(de)框架圖，如下(xia)所示。

01. Lock接口

　　JUC包中(zhong)的(de) Lock 接口支持(chi)那(nei)些語義(yi)不(bu)同(tong)(重入(ru)(ru)、公(gong)(gong)平(ping)等)的(de)鎖規則(ze)(ze)。所謂語義(yi)不(bu)同(tong)，是指(zhi)鎖可是有(you)"公(gong)(gong)平(ping)機(ji)(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)鎖"、"非公(gong)(gong)平(ping)機(ji)(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)鎖"、"可重入(ru)(ru)的(de)鎖"等等。"公(gong)(gong)平(ping)機(ji)(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)"是指(zhi)"不(bu)同(tong)線程獲取鎖的(de)機(ji)(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)是公(gong)(gong)平(ping)的(de)"，而"非公(gong)(gong)平(ping)機(ji)(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)"則(ze)(ze)是指(zhi)"不(bu)同(tong)線程獲取鎖的(de)機(ji)(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)是非公(gong)(gong)平(ping)的(de)"，"可重入(ru)(ru)的(de)鎖"是指(zhi)同(tong)一(yi)個鎖能夠被(bei)一(yi)個線程多次獲取。

02. ReadWriteLock

　　ReadWriteLock 接口以(yi)和Lock類似的方式(shi)定(ding)義了一些讀(du)取者(zhe)可(ke)以(yi)共享(xiang)而寫入(ru)者(zhe)獨占(zhan)的鎖。JUC包只有(you)一個類實(shi)現(xian)了該接口，即 ReentrantReadWriteLock，因為它適用(yong)于大部(bu)分的標準用(yong)法上下文。但(dan)程(cheng)序員可(ke)以(yi)創(chuang)建(jian)自己(ji)的、適用(yong)于非(fei)標準要(yao)求(qiu)的實(shi)現(xian)。

03. AbstractOwnableSynchronizer/AbstractQueuedSynchronizer/AbstractQueuedLongSynchronizer
　　AbstractQueuedSynchronizer就是被稱之為AQS的類，它是一個非常有用的超類，可用來定義鎖以及依賴于排隊阻塞線程的其他同步器；ReentrantLock，ReentrantReadWriteLock，CountDownLatch，CyclicBarrier和Semaphore等這些類都是基于AQS類實現的。AbstractQueuedLongSynchronizer 類提供相同的功能但擴展了對同步狀態的 64 位的支持。兩者都擴展了類 AbstractOwnableSynchronizer（一個幫助記錄當前保持獨占同步的線程的簡單類）。

04. LockSupport
　　LockSupport提(ti)供“創建鎖”和(he)“其他同步(bu)類的基(ji)本(ben)線程(cheng)阻塞原語”。
　　LockSupport的功能和"Thread中(zhong)的Thread.suspend()和Thread.resume()有點類似"，LockSupport中(zhong)的park() 和 unpark() 的作用分別是阻(zu)塞線程和解除(chu)阻(zu)塞線程。但是park()和unpark()不會(hui)遇到“Thread.suspend 和 Thread.resume所可能引(yin)發的死鎖”問題。

05. Condition
　　Condition需要和Lock聯合(he)使用，它的作用是代替Object監(jian)視器方法(fa)，可(ke)以通過await(),signal()來休眠/喚醒線程。
Condition 接口描述了可(ke)(ke)能會(hui)與(yu)鎖有關聯(lian)的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件變量(liang)。這些變量(liang)在用(yong)法(fa)(fa)上與(yu)使(shi)用(yong) Object.wait 訪問的(de)(de)(de)(de)隱式(shi)監視器(qi)類似，但(dan)提供了更強大的(de)(de)(de)(de)功能。需要特別指出的(de)(de)(de)(de)是，單(dan)個 Lock 可(ke)(ke)能與(yu)多個 Condition 對象關聯(lian)。為了避(bi)免(mian)兼容性問題(ti)，Condition 方法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)名稱與(yu)對應的(de)(de)(de)(de) Object 版本中的(de)(de)(de)(de)不同(tong)。

　　06. ReentrantLock
　　ReentrantLock是(shi)(shi)獨(du)占鎖(suo)(suo)(suo)。所謂獨(du)占鎖(suo)(suo)(suo)，是(shi)(shi)指只(zhi)(zhi)能被(bei)獨(du)自(zi)占領，即同(tong)(tong)一個(ge)時(shi)間點只(zhi)(zhi)能被(bei)一個(ge)線(xian)(xian)程鎖(suo)(suo)(suo)獲取到的(de)鎖(suo)(suo)(suo)。ReentrantLock鎖(suo)(suo)(suo)包括"公(gong)平(ping)的(de)ReentrantLock"和"非(fei)公(gong)平(ping)的(de)ReentrantLock"。"公(gong)平(ping)的(de)ReentrantLock"是(shi)(shi)指"不(bu)同(tong)(tong)線(xian)(xian)程獲取鎖(suo)(suo)(suo)的(de)機制是(shi)(shi)公(gong)平(ping)的(de)"，而"非(fei)公(gong)平(ping)的(de)　　ReentrantLock"則是(shi)(shi)指"不(bu)同(tong)(tong)線(xian)(xian)程獲取鎖(suo)(suo)(suo)的(de)機制是(shi)(shi)非(fei)公(gong)平(ping)的(de)"，ReentrantLock是(shi)(shi)"可重入的(de)鎖(suo)(suo)(suo)"。
　　ReentrantLock的UML類圖如(ru)下：

　　(01) ReentrantLock實現了Lock接口。
　　(02) ReentrantLock中有一個(ge)成員變量sync，sync是Sync類型；Sync是一個(ge)抽(chou)象類，而且(qie)它繼承于(yu)AQS。
　　(03) ReentrantLock中有"公平(ping)鎖類"FairSync和(he)"非(fei)公平(ping)鎖類"NonfairSync，它們(men)都是(shi)Sync的子類。ReentrantReadWriteLock中sync對(dui)象，是(shi)FairSync與NonfairSync中的一種(zhong)，這也意味著(zhu)ReentrantLock是(shi)"公平(ping)鎖"或"非(fei)公平(ping)鎖"中的一種(zhong)，ReentrantLock默(mo)認是(shi)非(fei)公平(ping)鎖。

07. ReentrantReadWriteLock
　　ReentrantReadWriteLock是(shi)讀(du)寫鎖接(jie)口ReadWriteLock的實現類，它包括子(zi)類ReadLock和WriteLock。ReentrantLock是(shi)共享鎖，而WriteLock是(shi)獨占(zhan)鎖。
　　ReentrantReadWriteLock的UML類圖如下：

　　(01) ReentrantReadWriteLock實現了ReadWriteLock接口。
　　(02) ReentrantReadWriteLock中包含sync對象，讀鎖(suo)readerLock和(he)寫(xie)鎖(suo)writerLock。讀鎖(suo)ReadLock和(he)寫(xie)鎖(suo)WriteLock都實現了(le)Lock接口。
　　(03) 和"ReentrantLock"一樣，sync是(shi)Sync類(lei)型；而且(qie)，Sync也是(shi)一個繼承(cheng)于AQS的(de)抽象類(lei)。Sync也包括"公(gong)平鎖"FairSync和"非公(gong)平鎖"NonfairSync。

08. CountDownLatch
　　CountDownLatch是一(yi)(yi)個同步輔助類，在(zai)完成一(yi)(yi)組正(zheng)在(zai)其他線程(cheng)中執行的操作之(zhi)前，它允許一(yi)(yi)個或(huo)多個線程(cheng)一(yi)(yi)直(zhi)等待。
　　CountDownLatch的UML類圖如(ru)下：

　　CountDownLatch包含了sync對象，sync是Sync類型。CountDownLatch的(de)Sync是實例類，它繼承于AQS。

09. CyclicBarrier
　　CyclicBarrier是(shi)一(yi)(yi)個同步輔助(zhu)類，允許(xu)一(yi)(yi)組線(xian)程(cheng)互(hu)相等(deng)待，直到(dao)到(dao)達(da)某(mou)個公共屏障點 (common barrier point)。因(yin)為該 barrier 在釋放(fang)等(deng)待線(xian)程(cheng)后(hou)可以(yi)重(zhong)用，所以(yi)稱(cheng)它(ta)為循(xun)環 的 barrier。
　　CyclicBarrier的UML類(lei)圖如下：

　　CyclicBarrier是包含了(le)"ReentrantLock對象lock"和"Condition對象trip"，它(ta)是通過獨占鎖實現的。
　　CyclicBarrier和CountDownLatch的區(qu)別是：
　　(01) CountDownLatch的作用是(shi)(shi)允許1或N個(ge)線程等(deng)待其他線程完(wan)成執行；而(er)CyclicBarrier則是(shi)(shi)允許N個(ge)線程相互等(deng)待。
　　(02) CountDownLatch的(de)(de)計數器(qi)無法(fa)被重置(zhi)；CyclicBarrier的(de)(de)計數器(qi)可以被重置(zhi)后使用，因此它被稱為是循環的(de)(de)barrier。

10. Semaphore
　　Semaphore是一個計數信號(hao)量，它的(de)本(ben)質是一個"共享(xiang)鎖"。
　　信(xin)號(hao)量(liang)維護了(le)一個信(xin)號(hao)量(liang)許(xu)(xu)可(ke)(ke)集。線(xian)程(cheng)(cheng)可(ke)(ke)以(yi)通過(guo)(guo)調(diao)用(yong)(yong)acquire()來獲取(qu)信(xin)號(hao)量(liang)的(de)許(xu)(xu)可(ke)(ke)；當(dang)信(xin)號(hao)量(liang)中有可(ke)(ke)用(yong)(yong)的(de)許(xu)(xu)可(ke)(ke)時，線(xian)程(cheng)(cheng)能獲取(qu)該許(xu)(xu)可(ke)(ke)；否則線(xian)程(cheng)(cheng)必須等待(dai)，直到(dao)有可(ke)(ke)用(yong)(yong)的(de)許(xu)(xu)可(ke)(ke)為止。 線(xian)程(cheng)(cheng)可(ke)(ke)以(yi)通過(guo)(guo)release()來釋放它所持有的(de)信(xin)號(hao)量(liang)許(xu)(xu)可(ke)(ke)。
　　Semaphore的UML類(lei)圖如下：

　　和(he)"ReentrantLock"一樣，Semaphore包含了sync對(dui)象，sync是Sync類型；而且，Sync也是一個繼承于AQS的抽象類。Sync也包括(kuo)"公平信(xin)號量"FairSync和(he)"非公平信(xin)號量"NonfairSync。