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Java 锁机制详解：用“厕所门”和“防盗门”轻松理解多线程同步
目录
- 锁的作用
- synchronized 关键字
- ReentrantLock
- ReadWriteLock
- StampedLock
- 避免死锁的诀窍
- 总结与对比
锁的作用
生活中的例子：公共厕所一次只能进一人，门上的“有人/无人”标志就是锁。
程序中的作用：当多个线程操作共享资源（如银行账户余额）时，锁保证数据安全。
synchronized 关键字
1. 同步方法
class BankAccount {private int balance = 100;// 锁住整个对象public synchronized void withdraw(int amount) {if (balance >= amount) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 取款 " + amount);balance -= amount;}}
}
类比：厕所门自动上锁，其他人必须等待。
2. 同步代码块
public void withdraw(int amount) {// 只锁关键代码synchronized(this) { if (balance >= amount) {balance -= amount;}}
}
优势：缩小锁范围，提高效率。
ReentrantLock
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;class TicketSeller {private int tickets = 10;private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();public void sellTicket() {lock.lock(); // 手动加锁try {if (tickets > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 卖出第 " + tickets--);}} finally {lock.unlock(); // 必须手动释放！}}
}
特点：
- 支持公平锁（
new ReentrantLock(true)） - 可尝试获取锁（
tryLock()） - 可中断等待（
lockInterruptibly()）
类比：手动开关的防盗门，灵活控制进出规则。
ReadWriteLock
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;class Cache {private Object data = null;private ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();// 读操作：共享锁public Object getData() {rwLock.readLock().lock();try {return data;} finally {rwLock.readLock().unlock();}}// 写操作：独占锁public void updateData(Object newData) {rwLock.writeLock().lock();try {data = newData;} finally {rwLock.writeLock().unlock();}}
}
适用场景：读多写少（如商品库存查询）。
StampedLock
import java.util.concurrent.locks.StampedLock;class Point {private double x, y;private StampedLock lock = new StampedLock();// 乐观读：假设写操作很少发生public double distanceFromOrigin() {long stamp = lock.tryOptimisticRead();double currentX = x, currentY = y;if (!lock.validate(stamp)) { // 检查是否有写操作stamp = lock.readLock(); // 转为悲观读锁try {currentX = x;currentY = y;} finally {lock.unlockRead(stamp);}}return Math.sqrt(currentX * currentX + currentY * currentY);}
}
特点：在读多写少时性能更高，但实现复杂。
避免死锁的诀窍
经典死锁场景：两人在独木桥相遇，互不相让。
解决方案：
- 固定顺序获取锁：比如先锁 A 再锁 B。
- 设置超时时间：
tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)。
总结与对比
| 锁类型 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|
synchronized | 自动加锁/释放，简单但性能较低 | 简单同步需求 |
ReentrantLock | 手动控制，支持公平锁/条件变量 | 复杂同步场景 |
ReadWriteLock | 读写分离，提升读性能 | 读多写少（如缓存） |
StampedLock | 乐观读，性能最高但实现复杂 | 极高并发读，极少写 |
提示：实际开发中优先选择
synchronized，需要高级功能时再考虑其他锁。