揭秘Java锁大全：至尊无上的并发屏障

Android

2023-12-18 20:13:00

锁的种类：解锁Java并发编程中的守护者

在Java并发的浩瀚宇宙中，锁扮演着至关重要的角色，犹如交通规则，维系着线程之间的井然有序。本文将带你深入了解Java锁的种类，揭示其特性和适用场景，助你驾驭并发编程的复杂性。

认识Java锁的成员：类型大起底

Java锁家族成员众多，各有所长：

synchronized： 最简便易用的内置锁，轻量高效。
ReentrantLock： 功能强大的显式锁，提供自定义等待队列和公平性策略。
原子性锁： 通过原子操作保障共享变量的线程安全，实现高效无锁编程。

锁的特性：安全并发之基石

除了类型的差异，Java锁还共享着一系列特性，犹如它们的安全通行证：

原子性： 锁的操作不可分割，要么全部执行，要么不执行。
可见性： 线程对锁的操作会立即被其他线程感知，消除可见性问题。
有序性： 锁的获取和释放遵循严格的顺序，防止指令重排序。

锁的适用场景：精准把握，事半功倍

选择合适的锁犹如择良器，不同场景发挥其最佳效能：

synchronized： 适用于方法或代码块级的同步，简单高效。
ReentrantLock： 复杂场景的利器，可定制等待策略和公平性。
原子性锁： 保护共享变量的并发访问，实现高效无锁编程。

避免死锁：破除并发编程的梦魇

死锁是并发编程的隐形杀手，犹如僵局，多个线程互相等待资源，系统陷入瘫痪。为了避免此类噩梦，我们需要采取以下措施：

避免循环等待：线程不要同时持有多个锁。
按顺序获取锁：线程获取锁的顺序保持一致。
使用死锁检测和恢复机制：及时发现并解除死锁。

保障线程安全：并发编程的基石

线程安全是并发编程的基石，通过使用锁，我们可以确保共享资源的访问不受干扰，犹如保护数据宝库的安全。

互斥： 仅允许一个线程同时访问共享资源，防止混乱。
一致性： 维护共享资源的完整性和一致性，避免数据错乱。

锁的内部机制：揭秘背后的秘密

synchronized： 基于JVM的监视器实现，采用轻量级偏向锁、轻量级锁和重量级锁三种模式。
ReentrantLock： 基于AQS（AbstractQueuedSynchronizer）框架，提供公平和非公平两种队列实现。
原子性锁： 利用CAS（Compare-And-Swap）指令实现原子操作，避免锁竞争。

代码示例：

// 使用 synchronized 保护临界区
public synchronized void incrementCount() {
    count++;
}

// 使用 ReentrantLock 实现自定义等待策略
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);
public void incrementCountWithLock() {
    lock.lock();
    try {
        count++;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

// 使用 AtomicInteger 实现原子性操作
private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
public void incrementCountAtomically() {
    count.incrementAndGet();
}