1.synchronized是关键字,Lock是接口;
2.synchronized是隐式的加锁,lock是显式的加锁;synchronized在退出代码块时自动解锁，lock却必须调用unlock方法进行手动释放
3.synchronized可以作用于方法上,lock只能作用于方法块;
4.synchronized底层采用的是objectMonitor,lock采用的AQS;
5.synchronized是阻塞式加锁,lock是非阻塞式加锁支持可中断式加锁,支持超时时间的加锁;
6.synchronized在进行加锁解锁时,只有一个同步队列和一个等待队列, lock有一个同步队列,可以有多个等待队列;
偏向锁->轻量级锁->重量级锁
一、为什么需要线程同步
1.如果你正在写一个变量，它可能接下来被另外一个线程所读取
2.你所在的线程，正在读取上一次已经被另外一个线程所写过的变量。
这两种情况需要同步，并且，读写线程都必须用相同的监视器锁同步。
二、Spring线程同步问题
一般我们的web容器（比如tomcat）都是多线程的，而Spring容器是单例的，Controller如果不修改默认作用域singleton（基本作用域：singleton单例、prototype多例；Web 作用域（eqeust、session、globalsession），在Controller中定义的局部变量就可能被多线程修改，所以有同步问题。
三、java线程同步方式
方法一：使用synchronized关键字
1.由于java的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时， 内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。
2.synchronized关键字可以修饰同步块，普通函数，静态函数，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类
3.同步是一种高开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。通常没有必要同步整个方法，使用synchronized代码块同步关键代码即可
synchronized锁升级：
1）当只有一个线程去争抢锁的时候,会先使用偏向锁，就是给一个标识,说明现在这个锁被线程1占有。
2）后来又来了线程2,线程3，需要公平的竞争,于是将标识去掉,也就是撤销偏向锁,升级为轻量级锁,三个线程通过CAS自旋进行锁的争抢
3）后面线程越来越多，CAS自旋会消耗大量CPU资源，于是将锁升级为重量级锁，向内核申请资源,直接阻塞等待中的线程。
偏向锁：
“偏向锁”是Java在1.6引入的一种优化机制，其核心思想在于，可以让同一个线程一直拥有同一个锁（用一个CAS操作和简单地判断比较，就可以让一个线程持续地拥有一个锁），直到出现其他线程竞争锁，才去释放锁。
自旋锁（轻量级锁）：
一个或多个线程通过CAS去争抢锁，如果抢不到则一直自旋。前提是线程在临界区的操作非常快，所以它会非常快速地释放锁，所以只要让另外一个线程在那里地循环等待，然后当锁被释放时，它马上就能够获得锁，然后进入临界区执行，然后马上又释放锁，让给另外一个线程。
互斥锁（重量级锁）：
synchronized因为是依赖于每个对象内部都有的monitor锁来实现的，而monitor又依赖于操作系统的MutexLock(互斥锁)来实现，由于需要在操作系统的内核态和用户态之间切换的，需要将线程阻塞挂起，切换线程的上下文，再恢复等操作，所以当synchronized升级成互斥锁，依赖monitor的时候，开销就比较大了
CAS：
没有获取到锁的线程不会阻塞，通过循环控制一直不断的获取锁。CAS在java中的原子操作类中会用到，比如java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger，它是
Compare and Swap的缩写，翻译过来就是比较并替换，CAS机制中使用了3个基本操作数：内存地址V，旧的预期值A，要修改的新值B。
Java通过Unsafe提供的CAS方法调用本地cpu的cmpxchg指令，如果预期值和新值匹配，那处理器会自动将该位置值更新为新值，不匹配处理器将自旋重试，
执行cmpxchg指令时，先会判断系统是否为多核系统，如果是，就会给总线加锁，只有一个线程会对总线加锁成功，加锁成功之后会执行CAS操作，
也就是说，CAS原子性实际上是CPU实现独占，相比synchronized重量级锁，等待时间要短很多，所以在多线程情况下性能会比较好。
方法二：wait和notify
wait():使一个线程处于等待状态，并且释放所持有的对象的锁。
sleep():使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要捕捉InterruptedException异常。
notify():唤醒一个处于等待状态的线程，注意的是在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且不是按优先级。
wait和synchronized区别：
lock和synchronized最大的区别在于synchronized是退出作用域后自动释放锁；而lock则需要手动调用notify释放放，自由度更加高了，满足于更加复杂的业务逻辑。
方法三：使用特殊域变量volatile实现线程同步
一旦一个共享变量（类的成员变量、类的静态成员变量）被volatile修饰之后，那么就：
1）保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性，即一个线程修改了某个变量的值，这新值对其他线程来说是
立即可见的。
2）禁止进行指令重排序。
volatile本质是在告诉jvm当前变量在寄存器（工作内存）中的值是不确定的，需要从主存中读取；
volatile仅能实现变量的修改可见性，并不能保证原子性，无法保证线程安全
volatile不会造成线程的阻塞；
synchronized则是锁定当前变量，只有当前线程可以访问该变量，其他线程被阻塞住。
synchronized可能会造成线程的阻塞。
volatile使用场景：
Volatile是Java中的一个关键字，用于修饰变量，表示该变量是易变的，可能会被多个线程同时访问和修改。在多线程编程中，Volatile的使用场景非常广泛，下面将按照不同的类别来介绍。
1、状态标记
在多线程编程中，经常需要使用状态标记来控制线程的执行流程。例如，一个线程需要等待另一个线程完成某个操作后才能继续执行，这时可以使用一个状态标记来表示另一个线程是否已经完成了操作。这个状态标记可以使用Volatile来修饰，以保证多个线程之间的可见性。
2、双重检查锁定
双重检查锁定是一种常见的单例模式实现方式，它可以保证在多线程环境下只有一个实例被创建。在双重检查锁定中，需要使用Volatile来修饰单例对象，以保证多个线程之间的可见性。
public class Singleton {
private volatile static Instance instance; //设置为volatile
public static Instance getInstance() { // 1
if (instance == null) { // 2:第一次检查
synchronized (Singleton.class) { // 3:加锁
if (instance == null) // 4:第二次检查
instance = new Instance(); // 5:问题的根源出在这里
} // 6
} // 7
return instance; // 8
}
}a.第一次判断install == null的目的是，为null才加锁，增大效率
b.sychronized(Sigleton.class)加锁保证只有一个线程进入
c.第二次判断install == null，因为可以保证其它线程不会重复new Instance()
d.把instance设置为volatile的目的是，防止JVM对指令顺序的重新排序。以免出现这种情况：
正常顺序：堆中分配内存空间、执行初始化，栈中的本地变量表分配一个指向该内存区域的引用，
重排序：多线程环境下，若线程A创建instance，首先分配了引用指针，此时线程B并发地去执行getInstance方法，那么会发现instance所指向的内存区域并不是null，那么线程B的getInstance方法则会返回这个instance，但实际上线程A仅仅是分配了这个指针，并没有在内存区域中完成初始化方法。
3、计数器
在多线程编程中，经常需要使用计数器来统计某个操作的执行次数。例如，一个线程需要等待多个线程都完成某个操作后才能继续执行，这时可以使用一个计数器来统计已经完成操作的线程数量。这个计数器可以使用Volatile来修饰，以保证多个线程之间的可见性。
4、轻量级同步
在多线程编程中，经常需要使用轻量级同步来保证线程安全。例如，一个线程需要对某个变量进行读写操作，但是这个变量的读写操作并不需要使用重量级的锁，这时可以使用Volatile来修饰这个变量，以保证多个线程之间的可见性。
四、使用重入锁ReentrantLock实现线程同步
ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁，它有两个方法：
lock() : 获得锁 (阻塞竞争锁)
tryLock()：非阻塞竞争锁
unlock() : 释放锁
ReentrantLock和synchronized区别：
1.synchronized 可用来修饰普通方法、静态方法和代码块，而 ReentrantLock 只能用在代码块上
2.ReentrantLock 需要手动调用 加锁 和 释放锁操作，synchronized 会自动加锁和释放锁
3.synchronized 属于非公平锁，而 ReentrantLock 既可以是公平锁也可以是非公平锁。
4.ReentrantLock通过调用lockInterruptibly可以响应中断指令，而 synchronized 不能响应中断。
可重入：就是获得锁的线程不用释放，可以重复的获取一个锁n次，只是在释放的时候，也需要相应的释放n次。
锁的竞争：ReentrantLock 是通过互斥变量，使用 CAS 机制来实现的，没有竞争到锁的线程，使用了 AbstractQueuedSynchronizer 这样一个队列同步器来存储，底层是通过双向链表来实现的。当锁被释放之后，会从 AQS 队列里面的头部唤醒下一个等待锁的线程。
锁的重入特性：在 AQS 里面有一个成员变量来保存当前获得锁的线程，当同一个线程下次再来竞争锁的时候，就不会去走锁竞争的逻辑，而是直接增加重入次数。
AQS：AbstractQueuedSynchronizer为加锁和解锁过程提供了统一的模板函数，只有少量细节由子类自己决定。
五、ThreadLocal实现线程同步
用ThreadLocal管理变量，则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本，副本之间相互独立，这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本，而不会对其他线程产生影响。
ThreadLocal的主要使用场景包括但不限于以下几点：
a.数据库连接和Session管理：这是ThreadLocal最广泛的应用之一，它可以帮助应用程序轻松地管理和维护数据库连接和会话状态，避免在多个线程之间共享这些资源时出现的并发问题。
b.替代参数的显式传递：在编写API接口时，可以通过将参数放入ThreadLocal中来简化方法的调用，减少参数传递的需要，使得代码更加简洁易读。
c.全局存储用户信息：特别是在前后端分离的场景下，用户信息的存储和管理变得尤为重要。通过使用ThreadLocal可以方便地在不同请求中共享用户信息。
六、使用原子变量实现线程同步
原子操作就是指将读取变量值、修改变量值、保存变量值看成一个整体来操作即-这几种行为要么同时完成，要么都不完成。在java的util.concurrent.atomic包中提供了创建了原子类型变量的工具类，使用该类可以简化线程同步。其中AtomicInteger 表可以用原子方式更新int的值，可用在应用程序中(如以原子方式增加的计数器)
