Java多线程锁面试题

原创admin 分类：热门问答 2024-05-04 20:07:52 0

Java多线程锁面试题
在Java中，多线程编程是实现程序并发执行的重要方式。为了确保线程安全，锁机制被广泛使用。锁不仅能够保证共享资源在同一时间只能被一个线程访问，还能维护程序的执行顺序，避免出现数据不一致的问题。本文将详细解释Java中的两种常见锁——synchronized和ReentrantLock，并通过代码案例展示它们的使用场景。

定义与目的

锁在多线程环境中用于控制对共享资源的访问，以防止多个线程同时修改变量，从而引发数据不一致的问题。锁的目的是保证在任何时刻，只有一个线程可以执行被锁定的代码块或方法。

synchronized与ReentrantLock的区别

synchronized是Java的关键字，而ReentrantLock是java.util.concurrent.locks包中的一个类。以下是它们的主要区别：

特性	synchronized	ReentrantLock
用法	作为关键字使用	需要实例化一个锁对象
等待可中断	不支持	支持等待可中断
超时	不支持	支持通过`tryLock`方法设置超时时间
公平性	不支持选择公平性	可以通过构造函数设置公平性（fairness）
锁绑定条件	不支持	支持通过`newCondition`创建多个条件对象
可重入性	支持	支持

核心类与方法

synchronized:
- 作为关键字，可以直接用在方法声明或代码块上。
- 一个线程在进入synchronized方法或代码块时，自动获取锁，执行完毕后释放锁。
ReentrantLock:
- ReentrantLock类提供了lock()和unlock()方法来获取和释放锁。
- 它还提供了tryLock()方法，允许在无法获取锁时不阻塞地返回。

使用场景

synchronized适合于锁的获取和释放与临界区的进入和退出严格对应，且没有复杂逻辑的场景。
ReentrantLock适用于需要更细粒度控制的场景，如尝试非阻塞地获取锁，或在获取锁时设置超时。

代码案例

以下是使用synchronized和ReentrantLock的简单示例：

// synchronized的使用
public class SynchronizedExample {
    public static void main(String[] args) {
        SharedObject obj = new SharedObject();
        Thread t1 = new Thread(obj::accessSharedResource);
        Thread t2 = new Thread(obj::accessSharedResource);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

class SharedObject {
    public synchronized void accessSharedResource() {
        System.out.println("Accessing shared resource by " + Thread.currentThread().getName());
    }
}

// ReentrantLock的使用
public class ReentrantLockExample {
    public static void main(String[] args) {
        Lock lock = new ReentrantLock();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            lock.lock();
            try {
                accessSharedResource(lock);
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            lock.lock();
            try {
                accessSharedResource(lock);
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

public static void accessSharedResource(Lock lock) {
    System.out.println("Accessing shared resource by " + Thread.currentThread().getName());
}