并发编程现在已经是必备技能了，之前谈了并发编程：4大并发工具类(图文详解)，本篇接着谈并发编程里非常重要的4大并发锁@mikechen

为了弄清楚线程锁，我先回头锁的源头，先谈为什么需要线程锁。

为什么需要线程锁

线程锁通过给共享资源加锁来保证同一时间只有一个线程能够访问它。

当一个线程获得了锁之后，其他线程就不能再访问这个共享资源，直到该线程释放了锁。

这样就可以保证共享资源在同一时刻只有一个线程对其进行操作，从而避免了竞争条件的发生，保证了多线程程序的正确性。

在Java并发编程中，经常遇到多个线程访问同一个 共享资源 ，这时候作为开发者必须考虑：如何维护数据一致性，这就是Java线程锁的来源。

4种常见的线程锁

Java提供了多种多线程锁机制的实现方式，常见的有：

1. synchronized
2. ReentrantLock
3. Semaphore
4. AtomicInteger等

每种机制都有优缺点与各自的适用场景，必须熟练掌握他们的特点才能在Java多线程应用开发时得心应手。

synchronized

synchronized 是 Java 中最基本的线程锁机制之一，它可以用来保证同一时间只有一个线程访问共享资源。

synchronized 是 Java 中最基本的线程锁机制之一，它可以用来保证同一时间只有一个线程访问共享资源。

Java 使用synchronized它来实现多线程的同步操作是非常简单的，只要在需要同步的对方的方法、类或代码块中加入该关键字。

如下所示：

public synchronized void increment() {
    count++;
}

它能够保证在同一个时刻最多只有一个线程执行同一个对象的同步代码，可保证修饰的代码在执行过程中不会被其他线程干扰。

Synchronized的实现原理主要涉及 Java 对象头、Monitor（监视器）对象。

当一个线程尝试进入一个 Synchronized 代码块时，JVM 会在对象头中设置一个标记位来表示该对象已经被锁定，并把这个锁放入到线程的锁池中。

Java对象头主要包括两部分数据，如下图所示：

每个被锁定的对象都会与一个 Monitor 对象关联起来，Monitor描述为对象监视器。

可以类比为一个特殊的房间，这个房间中有一些被保护的数据。

锁的升级也是 Synchronized 实现同步的关键，到了Java1.6，synchronized进行了很多的优化。

有适应自旋、锁消除、锁粗化、轻量级锁及偏向锁等，效率有了本质上的提高。

在之后推出的Java1.7与1.8中，均对该关键字的实现机理做了优化。

2.ReentrantLock

可重入锁，顾名思义，这个锁可以被线程多次重复进入进行获取操作。

ReentrantLock 是 Java 中可重入的互斥锁，它与 synchronized 相比，具有更高的灵活性和可控性。

ReentrantLock 提供了比 synchronized 更丰富的锁定操作，如公平锁、可中断锁、可限时锁、可多条件等待等。

公平锁指的是锁的分配机制是公平的，通常先对锁提出获取请求的线程会先被分配到锁。

反之，JVM按随机、就近原则分配锁的机制则称为不公平锁。

ReentrantLock通过方法lock()与unlock()来进行加锁与解锁操作，与synchronized会被JVM自动解锁机制不同，ReentrantLock加锁后需要手动进行解锁。

如下所示：

Lock lock = new ReentrantLock();

try {

lock.lock();

//...进行任务操作5 }

finally {

lock.unlock();

}

需要在finally后面使用：lock.unlock()，手动解锁。

3.Semaphore

Semaphore 是一种计数信号量，用于控制同时访问某个资源的线程数量，它可以控制某个资源可被同时访问的线程数量，可以用于实现线程池，限流等功能。

Semaphore基本能完成ReentrantLock的所有工作，使用方法也与之类似，通过acquire()与release()方法来获得和释放临界资源。

Semaphore可以用来做流量分流，特别是：对公共资源有限的场景，比如数据库连接。

Semaphore 的优点是可以限制线程数量，保证程序的稳定性，缺点是需要手动控制许可证的数量，使用不当容易造成死锁和饥饿等问题。

4.AtomicInteger

AtomicInteger 是 Java 并发包中的一个原子类，用于实现对 int 类型变量的原子操作。

首先说明，此处AtomicInteger是一系列相同类的代表之一。

常见的还有：AtomicLong、AtomicLong等，他们的实现原理相同，区别在与运算对象类型的不同。

我们知道，在多线程程序中，诸如++i 或 i++等运算不具有原子性，是不安全的线程操作之一。

通常我们会使用synchronized将该操作变成一个原子操作，但JVM为此类操作特意提供了一些同步类，使得使用更方便，且使程序运行效率变得更高。

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Java线程锁总结

1.synchronized

在资源竞争不是很激烈的情况下，偶尔会有同步的情形下，synchronized是很合适的。原因在于，编译程序通常会尽可能的进行优化synchronize，另外可读性非常好。

2.ReentrantLock

在资源竞争不激烈的情形下，性能稍微比synchronized差点点。但是当同步非常激烈的时候，synchronized的性能一下子能下降好几十倍，而ReentrantLock确还能维持常态。

3.Atomic

AtomicInteger 的优点是可以避免线程安全问题，而且性能比使用 synchronized 关键字更好。

但是其有一个缺点，就是只能同步一个值，一段代码中只能出现一个Atomic的变量。

多于一个同步无效,因为他不能在多个Atomic之间同步。

所以，我们写同步的时候，优先考虑synchronized，如果有特殊需要，再进一步优化。

ReentrantLock和Atomic如果用的不好，不仅不能提高性能，还可能带来灾难。

并发编程除了从编程的角度应对高并发，更多还需要从架构设计的层面来应对。

以上

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