深入浅出Java锁升级：从无锁到重量级锁的进阶之路

2023-03-01 13:09:38

Java 中的锁升级：维护共享资源的和谐共处

在编程世界中，锁是协调多线程并发访问共享资源的关键机制。在 Java 中，锁机制尤其独特，它提供了从无锁到重量级锁的逐步升级过程。了解这一过程对于编写高效且可靠的多线程程序至关重要。

无锁：理想但难以实现

无锁状态是并发编程的圣杯。在这种状态下，多个线程可以同时访问共享资源，无需担心冲突。这类似于现实生活中的“先来先服务”原则，每个线程都能公平地得到服务。然而，在实践中，实现无锁状态通常极具挑战性。

偏向锁：轻量级偏袒

偏向锁是一种轻量级的锁，适用于单个线程重复访问同一共享资源的情况。当一个线程多次访问资源时，该资源会被标记为偏向该线程。这意味着，只要持有偏向锁的线程还处于活动状态，其他线程就无法访问该资源。这就好比你在餐厅占了一张桌子，别人只能眼巴巴地看着你吃完饭。

// 偏向锁示例
Object lock = new Object();

public void synchronizedMethod() {
    synchronized(lock) {
        // 临界区代码
    }
}

轻量级锁：有序排队

轻量级锁介于偏向锁和重量级锁之间。它同样是一种轻量级的锁，但允许多个线程同时访问共享资源，只是这些线程必须排队等待。这类似于你在银行排队等候办理业务，虽然需要等待，但总比重量级锁那种大排长龙的情况要好。

// 轻量级锁示例
Object lock = new ReentrantLock();

public void synchronizedMethod() {
    lock.lock();
    try {
        // 临界区代码
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

重量级锁：严格控制

重量级锁是最严格的锁，它不允许任何线程同时访问共享资源。只有当持有重量级锁的线程释放锁后，其他线程才能访问。这就好比你霸占了一间教室，其他人只能在外面等你出来。

// 重量级锁示例
Object lock = new Semaphore(1);

public void synchronizedMethod() {
    lock.acquire();
    try {
        // 临界区代码
    } finally {
        lock.release();
    }
}