深入理解JUC：全面剖析Java并发锁

后端

2023-12-15 02:41:10

引言

并发编程是现代软件开发中的一个基本组成部分，它使我们能够充分利用多核处理器和现代计算机体系结构。Java并发实用工具（JUC）为Java开发者提供了一套丰富的并发原语，包括锁、屏障和并发集合。

Java并发锁

锁是一种同步机制，用于协调对共享资源的访问，防止同时对资源进行多个修改，从而导致数据不一致和程序故障。JUC提供了多种类型的锁，包括：

可重入锁（ReentrantLock）： 可多次获得同一线程，允许线程嵌套获取锁。
互斥锁（Mutex）： 一次只能由一个线程获得，实现互斥访问。
读写锁（ReadWriteLock）： 支持并行读访问，但写入访问是互斥的。
条件变量（Condition）： 用于线程等待和唤醒，支持等待条件满足。

锁的原理

锁的工作原理是通过引入一个共享的标记或变量，该标记或变量用于跟踪锁的状态。当一个线程获取锁时，它会将标记设置为已锁定状态。其他试图获取锁的线程将被阻塞，直到标记被释放。

锁的最佳实践

为了有效地使用锁，需要遵循一些最佳实践：

细粒度锁定： 仅锁定对共享资源的必要部分，以最小化竞争和死锁的可能性。
避免死锁： 通过小心获取和释放锁的顺序，避免创建死锁循环。
使用自旋锁： 对于短暂锁定的情况，考虑使用自旋锁，这可以减少线程切换开销。
性能监控： 监控锁的争用和等待时间，以识别需要改进的区域。

示例

以下示例展示了如何使用JUC中的可重入锁：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Counter {

    private int count;
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public void increment() {
        lock.lock();
        try {
            count++;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public int getCount() {
        lock.lock();
        try {
            return count;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}