3.1 线程
3.1.1 生命周期和状态
线程的上下文切换：
- 主动让出CPU：调用sleep、wait函数
- 时间片用完
- 调用了阻塞类型的系统中断
- 被终止或者结束运行
Thread#sleep()方法和Object#wait()方法对比：
- 两者都可以暂停线程的运行
- sleep方法没有释放锁，而wait方法释放了锁
- wait用于线程之间交互通信，而sleep主要用于暂停执行
- wait方法执行后，线程不会主动苏醒，需要别的线程调用同一个对象上的notify或者notifyAll方法。sleep方法会主动苏醒，或者使用wait(long timeout)超时后也会主动苏醒。
- sleep()是Thread类的静态本地方法，而wait是Object类的本地方法。
为什么wait方法不定义在Thread中？
wait方法是为了让获得对象锁的线程实现等待，会自动释放当前线程占有的对象锁，每个对象都拥有对象锁，既然要释放当前线程占有的对象锁并让其进入等待状态，自然应该操作对应的对象，而不是当前线程。
3.2 Volatile和Synchronized关键字
3.2.1 volatile关键字
volatile关键字可以保证变量的可见性，指示JVM这个共享变量是不稳定的，每次使用时都需要去主存中进行读取，但是volatile关键字不保证数据的原子性。
volatile关键字还可以防止JVM 的指令重拍，对修饰的变量进行读写时，会插入特定的内存屏障禁止指令重排序。
3.2.2 synchronized关键字
synchronized关键字早期属于重量级锁，因为其底层monitor（监视器锁）基于操作系统的Mutex Lock实现，需要进行用户态和内核态的切换，Java 6之后对synchronized引入了大量的优化来减少锁操作的开销。
synchronized可以对对象加锁，修饰静态方法，修饰代码块。构造方法不能使用synchronized关键字，因为构造方法本身是线程安全的，但是如果构造方法中使用了共享资源，可以在构造方法内使用synchronized关键字修饰代码块。
3.2.3 synchronized和violatile的区别
- volatile关键字是线程同步的轻量级实现，volatile关键字只能用于变量，而synchronized关键字可以修饰方法和代码块。
- volatile关键字能保证数据的可见性，但是无法保证数据的原子性，synchronized两者都可以保证。
- 【可见性】避免读取变量在缓存中的旧值，而是强制读取主存中的新值。
3.3 乐观锁和悲观锁
3.3.1 悲观锁
假设最坏情况，访问共享资源时，先获取锁。
synchronized和ReentrantLock等独占锁都是悲观锁思想的实现。
3.3.2 乐观锁
假设最好情况，访问访问共享资源时不需要获取锁，提交修改时验证资源是否发生了冲突。
可以通过CAS机制或版本号机制实现乐观锁。
CAS机制依赖于CPU的原子指令，但是无法避免ABA问题。
3.3.3 ReentrantLock
ReentrantLock实现了Lock接口，有一个内部类Sync，Sync继承AQS（AbstractQueuedSynchronizer），而Sync有公平锁和非公平锁两个子类。ReentrantLock默认使用非公平锁。
- 公平锁保证按照申请顺序获取锁。
- 非公平锁不保证按照申请顺序获取锁，可能会出现饿死的情况。
3.3.4 synchronized和ReentrantLock有什么区别？
- 两者都是可重入锁
- synchronized依赖于JVM，而ReentrantLock依赖于API
- ReentrantLock比synchronized增加了一些高级功能：等待可中断、可实现公平锁，可实现选择性通知。
写锁可以降级为读锁，但是读锁不能升级为写锁，为了避免死锁的情况。