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面向开发者的 Java 中悲观锁底层原理探析

后端

悲观锁的原理

悲观锁，顾名思义，就是对数据的访问持悲观态度，认为自己在操作数据的过程中，其他线程很可能会对数据进行修改，因此在操作数据之前，先对数据进行加锁，防止其他线程对数据进行修改。

悲观锁的实现方式有很多种，其中一种最常见的方式就是使用synchronized。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，其他线程将无法进入该方法或代码块，直到第一个线程执行完毕并释放锁。

Java 中悲观锁的典型实现：AQS 和 ReentrantLock

Java 中提供了两种悲观锁的典型实现：AQS 和 ReentrantLock。

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是一个抽象的队列同步器类，它提供了获取和释放锁的基本机制。ReentrantLock 是 AQS 的一个实现类，它提供了一个可重入的互斥锁。

AQS 的实现原理是基于同步阻塞队列。当一个线程试图获取锁时，如果锁被其他线程持有，则该线程将被加入到一个队列中，等待锁被释放。当锁被释放后，队列中的第一个线程将被唤醒，并获得锁。

ReentrantLock 的实现原理与 AQS 基本相同，但它提供了一个可重入的互斥锁。这意味着一个线程可以多次获取同一个锁，而不会发生死锁。

如何在 Java 中使用悲观锁

在 Java 中使用悲观锁非常简单。您可以使用synchronized关键字修饰方法或代码块，也可以使用ReentrantLock 类。

例如，您可以使用以下代码来使用synchronized关键字对一个方法进行加锁：

public synchronized void updateData() {
  // 对数据进行修改
}

您也可以使用以下代码来使用ReentrantLock 类对一个方法进行加锁：

private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

public void updateData() {
  lock.lock();
  try {
    // 对数据进行修改
  } finally {
    lock.unlock();
  }
}

悲观锁的优缺点

悲观锁的主要优点是它可以有效地防止数据并发修改。但是，悲观锁也有一些缺点，例如：

  • 悲观锁会导致程序的性能下降，因为线程在获取锁时可能会发生阻塞。
  • 悲观锁可能导致死锁，因为线程在等待锁时可能会被其他线程阻塞。

结论

悲观锁是一种非常有用的并发控制机制，它可以有效地防止数据并发修改。但是，悲观锁也有一些缺点，因此在使用悲观锁时，需要仔细权衡其优缺点。