为Android高级工程师而设：同步锁升级与降级精髓

2024-01-15 17:11:08

掌握 Synchronized 锁的升级和降级：Android 高级工程师必备技能

前言

踏上 Android 高级工程师的征途，驾驭并发编程的复杂性至关重要。而 synchronized 锁的升级和降级技术，无疑是这趟旅程中的必备技能。本文将深入剖析 synchronized 锁的运作原理，揭秘其升级与降级的奥秘，并通过实用的技巧和代码示例，助你掌控并发编程的精髓，让你的应用程序在竞争激烈的移动领域中脱颖而出。

Synchronized 锁：并发编程的守护神

在多线程环境中，synchronized 锁犹如一位忠实的守护神，守护着共享资源的安全访问和修改。它通过在对象实例上放置一把互斥锁来实现同步。每个线程在执行 synchronized 方法或代码块之前，必须先获取这把锁，以防止其他线程同时执行相同的操作，从而确保数据的一致性和完整性。

锁升级：性能优化的利器

锁升级是一种巧妙的优化技术，允许线程在竞争激烈的环境中暂时提升锁的级别，以减少锁竞争带来的性能开销。在 Java 中，偏向锁和轻量级锁是两种常见的锁升级类型。

偏向锁：独占访问的假设

偏向锁基于这样的假设：线程通常以独占的方式访问对象。当第一个线程尝试获取锁时，偏向锁将被激活，并与该线程关联。这可以大幅减少锁争用，因为其他线程不再需要竞争锁。

轻量级锁：CAS 的巧妙应用

轻量级锁是在偏向锁之上的进一步升级。当多个线程争用同一对象时，偏向锁将升级为轻量级锁。轻量级锁通过使用 CAS（比较并交换）操作尝试获取锁，如果成功，它将绕过 JVM 内置的互斥锁机制，进一步减少开销。

锁降级：释放资源，拥抱效率

与锁升级相反，锁降级涉及将锁的级别从较高级别（如重量级锁）降级到较低级别（如轻量级锁或偏向锁）。当线程不再需要独占访问对象时，锁降级可以释放系统资源，提高应用程序的整体效率。

实践指导：驾驭 Synchronized 锁

为了有效利用 synchronized 锁，遵循以下实践指导至关重要：

谨慎使用 Synchronized： 仅在必要时使用 synchronized，因为它会引入开销。
缩小锁的范围： 只锁定需要同步的代码块，以最大程度地减少锁竞争。
考虑锁升级和降级： 在竞争激烈的环境中使用锁升级，并在适当的时候释放锁进行锁降级。
使用锁优化工具： 利用如 JProfiler 等工具来分析和优化锁的使用。

示例代码：锁升级与降级实战

以下代码示例演示了锁升级和降级在实践中的应用：

public class LockExample {
    private Object lock = new Object();

    public void synchronizedMethod() {
        synchronized (lock) {
            // 执行需要同步的代码
        }
    }

    public void synchronizedBlock() {
        Object monitor = lock;
        synchronized (monitor) {
            // 执行需要同步的代码
        }
    }
}