概述
在多線程操作中，為了保證數據的一致性，保證臨界代碼的安全性，操作系統引入了鎖機制。通過鎖機制，能夠保證多核多進程環境下，某一個時間點，只有一個線程進入臨界區代碼，從而保證臨界區中操作數據的一致性。
雖然不同的語言會提供不同的鎖接口，但是底層調用的都是操作系統提供的鎖，不同的高級語言只是在操作系統鎖機制上進行了封裝，要真正理解鎖，還是得要看操作系統是怎么實現鎖的。
鎖的本質
鎖，在內存中就是一個整型的數，不同的數值表示不同的狀態，比如0表示加鎖狀態，1表示空閑狀態。
加鎖會有一定的操作：讀內存表示鎖的變量，判斷鎖的狀態，加鎖：如果已加鎖，返回失敗；如果修改數值成功，返回成功。上面的每句話對應一句匯編代碼，但是整體上不是原子操作。
由於中斷 和多核 可能導致兩個進程同時達到鎖。
- 中斷：當線程A執行完第一步后，發生了中斷，os調度線程B，線程B也來加鎖並且加鎖成功，此時又發生中斷，OS調度線程A執行，從第二步開始，也加鎖成功。
- 多核：多個核心他們的鎖操作是沒有干擾的。
解決
核心是把以上幾個操作查值，判斷，設置等作為一個原子操作。
（一）test and set指令
該指令將讀取內存、判斷和設置值作為一個原子操作。這是一個硬件操作，不會被中斷。但是多核情況下不能解決。
（二）總線鎖定和緩存一致性
（在cpu芯片上有一個HLOCK Pin，可以通過發送指令來操作，將#HLOCK Pin電位拉低，並持續到這條指令執行完畢）cpu要執行操作時候，會發出一個 #LOCK信號，通過硬件操作，從而將總線鎖住，這樣同一總線上的其他CPU就不能通過總線來訪問內存了。這就是總線操作，但是這個開銷比較大。我們本來只是要對這步操作變成原子操作，但是現在總線鎖定把CPU和內存的通信都鎖住了。
后來用了緩存一致性。是當某塊CPU對緩存中的數據進行操作了之后，就通知其他CPU放棄儲存在它們內部的緩存，或者從主內存中重新讀取。