java锁机制的实现方式

原创admin 分类：热门问答 2024-05-09 05:16:59 0

java锁机制的实现方式
#### 内容在多线程编程中，锁是确保线程安全访问共享资源的关键机制。Java提供了多种锁机制，其中最基本的是synchronized关键字，而java.util.concurrent包中的ReentrantLock则提供了更高级的锁特性。本文将详细探讨这两种锁的定义、使用目的、以及它们之间的差异，并提供代码案例进行说明。

定义与目的

synchronized是Java内置的同步机制，其目的是保证同一时刻只有一个线程可以执行特定代码段，从而避免多线程导致的数据不一致问题。相对地，ReentrantLock是JDK 5引入的Lock接口的一个实现，它提供了更多灵活性，如尝试非阻塞获取锁、可中断的锁获取以及尝试超时获取锁等。

对比表格

以下是synchronized与ReentrantLock的对比表格：

特性	synchronized	ReentrantLock
定义方式	关键字	通过实现Lock接口
使用方式	直接使用或代码块	必须显式创建对象并调用相关方法
锁获取	阻塞方式	可尝试非阻塞、可中断、可超时
公平性	无公平性概念	可设置公平性参数
条件对象	无	可使用多个条件对象进行更细粒度的锁控制
锁绑定	不可与其他条件绑定	可与Condition对象绑定
锁释放	线程退出同步代码块自动释放	必须显式调用unlock方法
锁升级	不支持	支持多种锁状态的升级
锁降级	不支持	支持

核心类与方法

synchronized的使用非常简单，可以通过修饰方法或大括号定义的代码块来实现同步。而ReentrantLock的核心方法是lock()、unlock()、tryLock()、tryLock(long, TimeUnit)以及lockInterruptibly()。

使用场景

synchronized适合于锁竞争不激烈、对性能要求不是特别高的场景。而ReentrantLock由于其高级特性，更适合于锁竞争较为频繁，需要更细粒度控制的场景，如复杂的多级缓存系统。

代码案例

以下是使用synchronized和ReentrantLock实现线程安全的简单计数器的代码案例：

// synchronized版本的线程安全计数器
public class SynchronizedCounter {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

// ReentrantLock版本的线程安全计数器
public class ReentrantLockCounter {
    private int count = 0;
    private final Lock lock = new ReentrantLock();

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

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

相关问题及回答表格

问题	回答
`synchronized`可以中断锁等待吗？	不可以，`synchronized`的锁获取是不可中断的。
`ReentrantLock`可以设置为公平锁吗？	可以，通过构造方法传入`true`来创建公平锁。
什么是锁的公平性？	锁的公平性是指锁的获取顺序按照线程请求锁的顺序来进行。
`ReentrantLock`相比`synchronized`有哪些优势？	提供了可中断、可超时以及公平性选择等高级特性。