【线程九讲】六、锁与同步

小编 2026-06-28 阅读:967 评论:0

锁定的代码块在多线程访问的时候以串行的方式执行,可以保证可见性、有序性、原子性概念含义可见性每个线程有自己的内存缓存，其他线程缓存在本线程中不可见原子性对于非单...

锁定的代码块在多线程访问的时候以串行的方式执行,可以保证可见性、有序性、原子性

概念	含义
可见性	每个线程有自己的内存缓存，其他线程缓存在本线程中不可见
原子性	对于非单一的指令，要么都执行，要么都不执行
有序性	编译优化对指令进行重排序，只保证重排序的结果和没排序的结果一致(happens-before规则)

Lock和Condition

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();

// 锁测试,代替lock.lock()发生死锁时可超时终止
// lockInterruptibly()无休止尝试直到被interrupt();
if (lock.tryLock(3000, TimeUnit.MILLISECONDS)) { 
    try {
        if (不满足业务条件) {
            condition.await();
            // 等待被唤醒: condition.signalAll();
        }
        // 获取锁成功, do ...
    } finally {
        lock.unlock();
    }
} else { //
    // 获取锁超时, do ...
}

同步修饰
synchornized方法默认用当前对象或class对象作为锁;
synchornized代码块需要显示加对象锁;
对象锁只有一个默认条件(Object#wait(),Object#notifyAll());

锁相关

有锁编程：从悲观角度看待,认为并发操作一定导致数据修改，必须加锁保证数据的正确；
无锁编程：从乐观角度看待,认为并发操作不一定导致数据修改，通常使用CAS算法实现;如java.concurrent.atomic.*, 但CAS可能会导致ABA问题，可用AtomicMarkableReference<T>或AtomicStampedReference<T>避免
分段设计: 一种锁的设计思想；如ConcurrentHashMap中以每个Hash桶链表作为锁，put操作时对某个段加锁，这样实现了并行插入；
自旋设计: 线程在获取锁的时候不立即阻塞而是通过忙循环尝试，减少线程上下文切换的消耗。这一行为会消耗CPU，基于JVM的线程调度可让出忙循环时间片不会形成死锁；

公平性	说明
非公平	线程获取锁的顺序不一定是申请顺序，而为保证最大吞吐量由系统自由调度; 可能会导致优先级反转或饥饿现象
公平	线程获取锁的顺序和申请的顺序一致; `ReentrantLock`底层通过`AbstractQueueSynchronizer`(AQS)实现调度,可指定为公平策略; `synchronized`修饰无法构造公平锁;

可重入性	说明
可重入(递归锁)	外层方法获取锁以后进入内层方法可自动取得锁; `ReentrantLock`和`synchronized`都是可重入锁;
不可重入	同一线程,内层方法不能取得外层方法的锁,阻塞形成死锁

共享性	说明
独享(互斥锁)	锁在同一时刻只能被一个线程获取； `ReentrantLock`和`synchronized`都是独享锁；
共享(读写锁)	锁在同一时刻可以被多个线程获取； `ReadWriteLock`读锁通过AQS实现读取与读取共享；

锁膨胀	说明
偏向锁	如果一个锁(`synchronized`)一直被同一个线程访问，那么该线程可以自动获取偏向它锁而无需申请；
轻量级锁	若一个偏向锁有了另一线程在申请，此时该锁膨胀为轻量级锁，非偏向线程通过自旋获取这个锁
重量级锁	若自旋一段时间还没取得锁,则线程休眠,锁膨胀为重量级锁;重量级锁在申请时会阻塞线程;