Java 同步方法背后的锁机制31

在 Java 并发编程中，同步方法可以保证在同一时刻只有一个线程可以执行该方法，从而防止多线程环境下的数据竞争。为了实现这种同步，Java 引入了锁的概念，用于强制访问共享资源的线程执行按序排队。

锁的类型：
内置锁：每个 Java 对象都有一个内置的锁，称为监视器锁。当一个线程获取一个对象的锁时，其他线程将被阻止访问该对象，直到锁被释放。
可重入锁：可重入锁允许一个线程获取多个锁，而不必担心死锁。当一个线程获取一个可重入锁时，它将使锁的计数器加一。只有当计数器为零时，其他线程才能获取锁。
公平锁：公平锁遵循先来先服务的原则，确保等待最久的线程首先获取锁。与非公平锁相比，公平锁可以防止饥饿问题，但可能会降低性能。

同步方法的锁：

当一个线程调用同步方法时，它将获取该方法所属对象的锁。如果另一个线程同时尝试调用该方法，它将被阻塞，直到锁被释放。同步方法可以保证在同一时刻只有一个线程执行该方法，从而防止数据竞争。

同步块的锁：

除了同步方法，Java 还提供了同步块，它允许线程在一个代码块内获取指定对象的锁。同步块的语法如下：```java
synchronized (object) {
// Critical section to be executed by only one thread at a time
}
```

当一个线程进入同步块时，它将获取指定对象的锁。如果另一个线程同时尝试进入该代码块，它将被阻塞，直到锁被释放。同步块提供了更细粒度的控制，允许线程只在需要时获取锁。

常见的锁机制：
Lock 接口：Lock 接口提供了对内置锁的额外控制，包括可重入锁和公平锁。Lock 接口允许线程尝试获取锁，并在锁不可用时等待。
Semaphore：Semaphore 是一种同步机制，用于限制对共享资源的并发访问。Semaphore 允许指定可同时访问资源的线程数量。
CountDownLatch：CountDownLatch 是一种同步机制，用于等待一组事件完成。CountDownLatch 允许线程在所有事件完成之前等待，然后继续执行。

选择合适的锁机制：

选择合适的锁机制取决于具体应用的要求。以下是需要注意的一些因素：
并发程度
资源竞争程度
性能开销
易于使用

通过仔细选择和使用锁机制，Java 开发人员可以确保并发应用程序的正确性和效率。

2024-11-07

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