java锁的几种方式和区别

原创admin 分类：热门问答 2024-04-10 12:13:29 0

java锁的几种方式和区别

在多线程编程中，锁是保证数据一致性和线程安全的关键机制。Java提供了多种锁机制，包括内置的synchronized关键字和java.util.concurrent.locks包中的Lock接口及其实现类。这些锁机制在特性、使用场景和性能上各有千秋，选择合适的锁对于优化程序性能和确保数据安全至关重要。

锁的基本概念与目的

锁是一种同步机制，用于控制多个线程对共享资源的访问。在没有锁的情况下，多个线程可能会同时修改同一资源，导致数据不一致的问题。锁的引入就是为了解决这一问题，它确保在任意时刻只有一个线程能够访问资源，从而维护数据的完整性和一致性。

锁的分类与对比

synchronized关键字【4】【3】【12】

synchronized是Java中的一个内置关键字，用于创建独占锁。它可以修饰方法或者代码块，被修饰的代码在执行时会获得一个锁，其他线程必须等待锁释放后才能执行。synchronized的特点是简单易用，但它是非公平的，且无法响应中断。

Lock接口及其实现类【4】【3】【11】【2】【8】【9】【10】

Lock接口是Java并发包中提供的一种显式锁机制。与synchronized相比，Lock提供了更多的灵活性，如可响应中断的锁获取、可设置公平性、尝试非阻塞地获取锁等。Lock的实现类如ReentrantLock支持重入，即同一个线程可以多次获取同一把锁。

对比表格

特性/锁类型	synchronized	Lock（如ReentrantLock）
公平性	无（非公平）	可配置（公平或非公平）
响应中断	不支持	支持
尝试获取	不支持	支持
锁的获取方式	隐式	显式
复杂性	简单	更复杂

核心类与方法

synchronized关键字

使用synchronized非常简单，只需在方法声明前或代码块前加上关键字即可。

// 方法锁
public synchronized void method() {
    // 临界区代码
}

// 代码块锁
synchronized (object) {
    // 临界区代码
}

Lock接口

Lock接口的实现类提供了多种方法来操作锁。

Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
    // 临界区代码
} finally {
    lock.unlock();
}

使用场景

synchronized的使用场景

当锁的获取和释放逻辑较为简单，且不需要额外的锁特性（如公平性、尝试获取等）时，synchronized是一个不错的选择。它在JVM层面实现，使用起来非常便捷。

Lock的使用场景

当需要更细粒度的锁控制，或者需要响应中断、尝试非阻塞地获取锁时，Lock接口及其实现类是更好的选择。此外，在锁竞争激烈的情况下，Lock的性能通常优于synchronized。

代码案例

案例1：使用synchronized实现线程安全【3】

public class Counter {
    private int count = 0;

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

    public int getCount() {
        synchronized(this) {
            return count;
        }
    }
}

案例2：使用ReentrantLock实现可中断的锁【2】

public class InterruptibleCounter {
    private final Lock lock = new ReentrantLock();

    public void increment() throws InterruptedException {
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            int count = getCount();
            count++;
            setCount(count);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

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

    public void setCount(int count) {
        lock.lock();
        try {
            this.count = count;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

在这个案例中，increment方法使用了lockInterruptibly来获取锁，这样当线程在等待锁时可以响应中断。这在长时间等待锁释放的情况下非常有用，可以避免线程长时间无意义地等待。