编程之锁的认识与同步锁 -- synchronized

锁的概念

锁是一种同步机制，用于协调多个线程对共享资源的访问。在多线程编程中，共享资源是指多个线程可以同时访问的数据或代码段。为了防止多个线程同时访问共享资源导致数据不一致或程序崩溃，需要使用锁来控制对共享资源的访问。

锁的类型

锁主要分为两类：互斥锁和读写锁。

• 互斥锁 ：互斥锁也称为排他锁，它允许一个线程独占地访问共享资源。当一个线程获得互斥锁后，其他线程只能等待，直到该线程释放锁才能访问共享资源。互斥锁可以保证共享资源在同一时刻只有一个线程访问，从而避免数据不一致和程序崩溃。

• 读写锁 ：读写锁允许多个线程同时读共享资源，但只能有一个线程写共享资源。当一个线程获得读写锁的读锁后，其他线程可以同时获得读锁，但不能获得写锁。当一个线程获得读写锁的写锁后，其他线程都不能获得读锁或写锁。读写锁可以提高共享资源的并发访问效率，同时保证数据的完整性。

synchronized

在Java编程语言中，可以使用synchronized关键字来实现锁机制。synchronized关键字可以修饰方法或代码块，当一个线程进入一个synchronized方法或代码块时，该线程将获得该方法或代码块对应的锁。其他线程只能等待，直到该线程释放锁才能进入该方法或代码块。

public class Counter {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

在这个例子中，increment()方法和getCount()方法都被synchronized关键字修饰，这意味着这两个方法都是同步方法。当一个线程调用increment()方法时，该线程将获得count变量对应的锁。其他线程只能等待，直到该线程释放锁才能调用increment()方法或getCount()方法。这样可以保证count变量在同一时刻只有一个线程访问，从而避免数据不一致。

锁的使用注意事项

在使用锁时，需要注意以下几点：

• 死锁 ：死锁是指两个或多个线程互相等待对方释放锁，导致程序无法继续执行。为了避免死锁，需要仔细设计锁的使用顺序，并尽量减少锁的持有时间。

• 性能开销 ：锁的获取和释放会带来一定的性能开销。因此，在使用锁时，需要权衡锁的开销和并发访问的安全性。

• 粒度 ：锁的粒度是指锁保护的共享资源的范围。锁的粒度越小，并发访问的安全性越高，但性能开销也越大。锁的粒度越大，并发访问的安全性越低，但性能开销也越小。在使用锁时，需要根据实际情况选择合适的锁粒度。