什么是锁？
锁是一种同步原语，用于保护共享资源，防止多个线程同时访问，从而避免数据不一致或其他并发问题。

Java中有哪些类型的锁？

• 内置锁（synchronized）：Java的每个对象都有一个内置锁，用于同步代码块或方法。
• 显示锁（ReentrantLock）：Java的java.util.concurrent.locks包中提供了显示锁，如ReentrantLock，它提供了更灵活的锁定机制。
• 读写锁（ReadWriteLock）：适用于读多写少的场景，如ReentrantReadWriteLock。
• 信号量（Semaphore）：用于控制同时访问某个特定资源或资源池的操作数量。
• 其他类型的锁：如CountDownLatch、CyclicBarrier等，它们在某些特定的并发场景下非常有用。

synchronized和ReentrantLock的区别是什么？

• 获取锁的方式：synchronized是自动获取和释放锁的，而ReentrantLock需要手动获取和释放锁。
• 锁的公平性：synchronized是非公平的，而ReentrantLock可以设置为公平或非公平的。
• 中断响应：synchronized不支持中断等待锁的线程，而ReentrantLock支持。
• 底层实现：synchronized是JVM层面的锁，通过监视器（monitor）实现；而ReentrantLock是基于AQS（AbstractQueuedSynchronizer）实现的。

什么是乐观锁和悲观锁？

• 乐观锁：假设多个线程同时修改数据的概率很小，因此不会立即加锁，而是在更新数据时检查数据是否被其他线程修改过。如果没有，则更新数据；如果有，则采取相应措施（如重试）。
• 悲观锁：假设多个线程同时修改数据的概率很大，因此在进行数据修改时先加锁，确保同一时间只有一个线程能修改数据。

死锁是什么？如何避免？
死锁是指两个或更多线程无限期地等待一个资源，而每个线程又在持有另一个线程需要的资源，导致所有线程都无法继续执行。避免死锁的策略包括：

• 避免嵌套锁：尽量避免在一个线程中同时持有多个锁。
• 设置锁超时：为锁设置超时时间，防止无限期等待。
• 锁顺序一致：如果多个线程需要同时获取多个锁，确保它们总是以相同的顺序请求锁。

如何在Java中实现一个自定义的锁？
要实现一个自定义的锁，可以继承java.util.concurrent.locks.Lock接口，并实现其中的lock()、unlock()等方法。通常，自定义锁会基于AQS（AbstractQueuedSynchronizer）来实现。

什么是可重入锁（ReentrantLock）？
可重入锁又名递归锁，指的是同一个线程在外层方法获取锁的时候，进入内层方法会自动获取锁。ReentrantLock就是一个可重入锁，它的名字中的“Reentrant”就表示了可重入的意思。可重入锁的一个好处是可以一定程度避免死锁。

什么是公平锁和非公平锁？

• 公平锁：多个线程按照申请锁的顺序来获取锁，先申请的线程先获得锁。
• 非公平锁：多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。Java中的ReentrantLock和synchronized都是非公平锁。非公平锁的优点在于吞吐量比公平锁大。

什么是独享锁和共享锁？

• 独享锁：又称排他锁，该锁一次只能被一个线程所持有。
• 共享锁：又称读锁，该锁可被多个线程所持有，多个线程可同时读一个资源，但读的同时不能有其他线程写这个资源。读写锁就是典型的独享锁和共享锁结合的例子。

锁的粒度是什么？如何选择合适的锁粒度？
锁的粒度指的是锁定的代码块或对象的大小。粒度越大，锁定的资源越多，可能导致更多的线程被阻塞；粒度越小，锁定的资源越少，但可能导致更多的锁操作和上下文切换。选择合适的锁粒度需要综合考虑并发性、性能和数据一致性等因素。

谈谈你对Java内存模型（JMM）和锁的关系的理解？
Java内存模型（JMM）定义了线程和主内存之间的抽象关系，以及线程之间共享变量的可见性和有序性。锁是实现JMM中可见性和有序性的一种手段。通过锁，可以确保一个线程对共享变量的修改对其他线程是可见的，并且可以通过锁的顺序来控制指令的执行顺序。

在Java中，如何避免死锁？
避免死锁的策略包括：避免嵌套锁，尽量在一个方法中只使用一个锁。设计程序时考虑锁的获取顺序，尽量保证所有线程以相同的顺序请求锁。使用定时锁，设置锁的等待超时时间，避免无限期等待。使用锁中断，允许在等待锁的线程被中断，避免死等。

Java锁的升级原理是什么？
在Java中，synchronized关键字使用的锁在JVM层面有一定的升级策略。它一开始是无锁状态，然后通过偏向锁、轻量级锁逐步升级到重量级锁。这种升级策略的目的是为了减少不必要的锁开销，提高性能。

什么是偏向锁？
偏向锁是Java中的一种锁优化策略，它意味着某个线程获得锁之后，那么锁就进入偏向模式。当这个线程再次请求锁时，无需再做任何同步操作，即不会再通过CAS操作来加锁和解锁。偏向锁可以提高无竞争情况下的性能。

轻量级锁和重量级锁有什么区别？
轻量级锁是为了在线程之间交替执行同步块时提高性能而引入的。当锁是轻量级锁时，线程执行同步代码块前，JVM会先在当前线程的栈帧中建立锁记录空间，然后通过CAS操作尝试获取锁，如果获取成功，则把锁对象的Mark Word的值拷贝到线程的锁记录中，然后执行同步代码块。而重量级锁则是通过对象内部的监视器（monitor）来实现，当线程进入同步代码块时，需要先获取monitor的所有权，这会涉及到用户态和内核态的切换，因此开销较大。

如何监控和调优Java应用的锁性能？
对于Java应用的锁性能监控和调优，可以使用一些工具如JConsole、VisualVM等，这些工具可以显示线程的状态、锁的持有情况等信息。此外，还可以使用Java的内置诊断工具如jstack、jmap等，获取线程堆栈和内存映射信息，帮助分析锁竞争和死锁等问题。在调优方面，可以考虑调整锁的粒度、避免锁的嵌套和竞争、使用读写锁等策略来提高性能。

如何在分布式系统中实现锁？
在分布式系统中，由于多个节点可能同时访问共享资源，因此需要实现分布式锁来确保数据的一致性。常见的分布式锁实现方式包括基于数据库的实现、基于Redis的实现、基于Zookeeper的实现等。每种方式都有其优缺点和适用场景，需要根据具体需求来选择。