Java中的锁分两篇来给大家详细介绍,本节主要介绍:为什么需要锁和Java中锁的发展历程。
一、为什么需要锁
Java中需要锁是因为多个线程并发访问共享资源时,可能会出现数据不一致或者数据错误的情况。锁可以保证在同一时刻只有一个线程可以访问共享资源,其他线程需要等待锁的释放后才能继续访问。锁的使用可以有效地保证数据的一致性和正确性,避免竞态条件和并发访问带来的问题。Java中也提供了各种类型的锁,如悲观锁、读写锁、乐观锁等,以适应不同的场景和需求。
二、Java中锁的发展历程
Java中锁的发展,也经历了从简单到复杂的历程,可以概括为以下几个阶段:
1、Synchronized
Java最初的锁机制是synchronized关键字。synchronized是一种独占锁,也称为互斥锁。当一个线程获取到锁后,其他线程就不能再获取这个锁,只能等待当前线程释放锁。synchronized使用起来非常简单,但是在高并发场景下,性能不如其他锁机制。
使用synchronized需要注意以下几点:
- synchronized可以保证数据的原子性和可见性。
- synchronized的性能较低,在高并发场景下可能会导致线程阻塞。
- synchronized只适用于单机环境下的多线程同步。
2、ReentrantLock
JDK5引入了ReentrantLock类,是一种可重入锁,也称为递归锁。ReentrantLock比synchronized更灵活,可以指定是公平还是非公平锁,也可以中断等待锁的线程。但是,ReentrantLock使用起来比synchronized更复杂,需要手动获取和释放锁。
ReentrantLock具有以下特点:
- 支持公平锁和非公平锁,默认是非公平锁。
- 支持可重入锁。
- 支持中断等待锁的线程。
- 支持定时锁和非阻塞锁。
- 支持多个条件变量,可以让多个线程等待不同的条件。
使用ReentrantLock需要注意以下几点:
- 需要手动获取和释放锁。
- 需要使用try-finally块确保锁的释放。
- 可能会出现死锁和饥饿现象。
3、ReadWriteLock
ReadWriteLock是一种读写锁,它允许多个线程同时读取共享数据,但是只允许一个线程写入共享数据。ReadWriteLock使用起来比ReentrantLock更复杂,但是在读多写少的场景下,可以提高性能。
ReadWriteLock具有以下特点:
- 读锁和读锁之间不互斥。
- 读锁和写锁之间互斥。
- 写锁和写锁之间互斥。
使用ReadWriteLock需要注意以下几点:
- 适用于读多写少的场景。
- 写锁可能会阻塞等待读锁,导致读锁饥饿现象。
- 写锁的优先级高于读锁。
4、StampedLock
JDK8引入了StampedLock类,是一种乐观锁。StampedLock比ReadWriteLock更轻量级,但是只适用于读多写少的场景。StampedLock的锁状态由版本号和锁标记两部分组成,读锁和写锁之间是互斥的,读锁之间不互斥。
StampedLock具有以下特点:
- 适用于读多写少的场景。
- 读锁和读锁之间不互斥。
- 读锁和写锁之间互斥。
另外JDK5引入了Atomic变量,是一种基于CAS(Compare And Swap比较与交换)操作实现的锁机制。Atomic变量可以保证数据的原子性操作,比锁机制更轻量级,但是只适用于单个变量的操作。
Java中的锁机制经历了从简单到复杂、从互斥锁到读写锁、从重量级锁到轻量级锁的发展过程,每一种锁机制都有其适用场景。在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的锁机制,以提高程序的性能和稳定性。
下一节给大家详细介绍一下java中各种锁。