一锁多防：用一把锁守卫多重资源，保障程序安全

2023-10-08 01:49:46

锁与资源的关系：1：N

一把锁可以保护多个资源，这种关系通常被称为1：N。这意味着一个线程可以同时持有同一把锁来访问多个资源，而不会出现数据不一致的情况。这种方式非常适合保护没有联系的资源。

例如，在银行系统中，每个账户都是一个独立的资源，可以使用一把锁来保护它们。当一个线程需要访问某个账户时，它可以先获得该账户的锁，然后进行相关操作，最后释放锁。这样，其他线程在该线程释放锁之前无法访问该账户，从而保证了数据的安全性。

细化锁：何时可行

当受保护的资源没有联系时，我们可以考虑细化锁。细化锁是指将一把锁分解成多个更小的锁，每个锁只保护一个资源。这样可以提高并发性，因为多个线程可以同时持有不同的锁来访问不同的资源。

例如，在一个在线商店中，商品库存和订单信息是两个独立的资源。我们可以使用两把锁来分别保护它们。当一个线程需要访问库存时，它可以先获得库存锁，然后进行相关操作，最后释放锁。当另一个线程需要访问订单信息时，它可以先获得订单信息锁，然后进行相关操作，最后释放锁。这样，两个线程可以同时访问不同的资源，从而提高了并发性。

额外处理：何时必要

当资源之间有关系时，我们需要额外处理，防止出现自己的锁锁别人的资源情况。例如，在一个文件系统中，一个文件可能包含多个子目录，每个子目录又包含多个文件。如果我们使用一把锁来保护整个文件系统，那么当一个线程需要访问某个文件时，它需要先获得整个文件系统的锁，然后才能访问该文件。这显然会影响其他线程访问其他文件的效率。

为了解决这个问题，我们可以使用一种称为“读写锁”的特殊锁。读写锁允许多个线程同时读取同一个资源，但只能有一个线程写入同一个资源。这样，当一个线程需要读取某个文件时，它可以先获得读锁，然后进行相关操作，最后释放锁。当另一个线程需要写入某个文件时，它可以先获得写锁，然后进行相关操作，最后释放锁。这样，两个线程可以同时访问不同的文件，从而提高了并发性。

代码示例：一锁多防的实现

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class OneLockMultipleResources {

    private final Lock lock = new ReentrantLock();

    private int resource1;
    private int resource2;

    public void accessResource1() {
        lock.lock();
        try {
            // 操作resource1
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void accessResource2() {
        lock.lock();
        try {
            // 操作resource2
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        OneLockMultipleResources instance = new OneLockMultipleResources();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            instance.accessResource1();
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            instance.accessResource2();
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}