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Java多线程锁有几种类型 java多线程加锁的三种方式

  在 Java 多线程编程中,多个线程同时操作共享资源时,容易出现数据不一致、线程安全等问题。而锁作为解决这些问题的关键机制,能够保证共享资源在同一时刻只被一个线程访问,从而确保程序的正确性和稳定性。了解 Java 多线程锁的类型及加锁方式,是掌握多线程编程的重要基础。

  Java 多线程锁有几种类型

  Java 多线程锁的类型丰富多样,常见的主要有以下几种:

  偏向锁:当一个线程多次获取同一把锁时,偏向锁会偏向这个线程,减少加锁和解锁的开销,提高程序性能。它适用于只有一个线程访问同步块的场景。

  轻量级锁:当偏向锁失败,且存在多个线程交替访问同步块时,会升级为轻量级锁。它通过 CAS(Compare and Swap)操作来避免重量级锁的开销,适用于线程交替执行同步块的情况。

  重量级锁:若多个线程同时竞争锁,轻量级锁会膨胀为重量级锁。此时,线程会进入阻塞状态,等待锁的释放,开销较大,适用于多线程频繁竞争锁的场景。

  自旋锁:当线程获取锁失败时,不会立即阻塞,而是通过循环不断尝试获取锁,避免线程切换的开销。但如果锁被占用的时间较长,自旋会浪费 CPU 资源,因此通常会设置自旋次数上限。

  可重入锁:也叫递归锁,指一个线程获取锁后,再次获取该锁时不会被阻塞,可重复获取。Java 中的 synchronized 关键字和 ReentrantLock 都是可重入锁,这能避免线程在递归调用时出现死锁。

  公平锁与非公平锁:公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序获取锁,非公平锁则允许线程插队获取锁。ReentrantLock 可以通过构造函数指定是否为公平锁,synchronized 是非公平锁。

图片2.png

  Java 多线程加锁的三种方式

  使用 synchronized 关键字:这是 Java 中最基本的加锁方式,可用于修饰方法或代码块。修饰方法时,锁是当前对象实例或类对象;修饰代码块时,锁是括号中指定的对象。synchronized 会自动实现加锁和解锁操作,使用简单,无需手动管理锁的释放,例如:

  TypeScript取消自动换行复制

  public synchronized void syncMethod() {

  // 同步方法体

  }

  

  public void syncBlock() {

  synchronized (this) {

  // 同步代码块

  }

  }

  使用 ReentrantLock 类:它是 java.util.concurrent.locks 包下的可重入锁,需要手动通过 lock () 方法加锁,unlock () 方法解锁,通常在 try-finally 块中使用,以确保锁能被正确释放。ReentrantLock 提供了比 synchronized 更灵活的功能,如可中断锁、超时获取锁、公平锁等,示例如下:

  TypeScript取消自动换行复制

  private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

  

  public void lockMethod() {

  lock.lock();

  try {

  // 加锁后的操作

  } finally {

  lock.unlock();

  }

  }

  使用原子类:Java.util.concurrent.atomic 包下的原子类(如 AtomicInteger、AtomicBoolean 等)通过 CAS 操作实现了无锁化的线程安全。它们不需要显式加锁,而是利用硬件级别的原子操作来保证数据的原子性,适用于简单的数值更新场景,能在一定程度上提高程序的并发性能,例如:

  TypeScript取消自动换行复制

  private AtomicInteger atomicInt = new AtomicInteger(0);

  

  public void atomicOperation() {

  atomicInt.incrementAndGet(); // 原子自增操作

  }

  Java 多线程锁的类型和加锁方式各有特点,在实际开发中,需根据具体的业务场景和性能需求选择合适的锁和加锁方式。合理使用锁能有效解决线程安全问题,提升程序的并发能力;反之,若使用不当,可能会导致死锁、性能下降等问题。因此,深入理解锁的原理和特性,是编写高效、安全的多线程程序的关键。

 


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