Java实现锁的方式有很多种,每一种方式各有优缺点,可以根据具体场景选择。下面将详细介绍几种比较常用的锁的实现方式。
1. synchronized关键字
synchronized关键字可以用于方法或者代码块,当一个线程访问被synchronized修饰的方法或代码块时,其他线程无法访问该对象。
以下是使用synchronized关键字实现锁的示例代码:
public class SynchronizedExample {
private Object lock = new Object();
public void method1() {
synchronized (lock) {
// 临界区代码
}
}
public void method2() {
synchronized (lock) {
// 临界区代码
}
}
}
synchronized关键字虽然简单易用,但也存在一些问题,比如只能实现排他锁,不能满足一些特定的需求。
2. ReentrantLock类
ReentrantLock是一个可重入的互斥锁,它提供了与synchronized关键字相同的基本行为和语义,但具有更高的扩展性。
以下是使用ReentrantLock实现锁的示例代码:
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class ReentrantLockExample {
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void method1() {
lock.lock();
try {
// 临界区代码
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void method2() {
lock.lock();
try {
// 临界区代码
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
ReentrantLock相比于synchronized关键字,提供了一些其他的特性,比如可重入性、公平锁、条件变量等等。
3. Semaphore类
Semaphore是一个计数信号量,可以用来控制同时访问某个资源的线程数量。
以下是使用Semaphore实现锁的示例代码:
import java.util.concurrent.Semaphore;
public class SemaphoreExample {
private final Semaphore semaphore = new Semaphore(1);
public void method1() {
try {
semaphore.acquire();
// 临界区代码
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
semaphore.release();
}
}
public void method2() {
try {
semaphore.acquire();
// 临界区代码
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
semaphore.release();
}
}
}
Semaphore可以控制资源的访问数量,非常适合限制同时访问某个资源的线程数量比较多的场景。
4. CountDownLatch类
CountDownLatch是一个同步辅助类,它允许一个或多个线程等待直到一组操作完成。
以下是使用CountDownLatch实现锁的示例代码:
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class CountDownLatchExample {
private final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
public void method1() {
new Thread(() -> {
try {
// 执行任务
latch.countDown();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
public void method2() {
try {
latch.await();
// 临界区代码
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
CountDownLatch可以等待一组操作结束后再执行其他的操作,非常适合多线程并发执行任务的场景。
5. CyclicBarrier类
CyclicBarrier是一个同步辅助类,它允许一组线程相互等待,直到所有线程都到达某个屏障点。
以下是使用CyclicBarrier实现锁的示例代码:
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
public class CyclicBarrierExample {
private final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(2);
public void method1() {
new Thread(() -> {
try {
// 执行任务
barrier.await();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
public void method2() {
new Thread(() -> {
try {
// 执行任务
barrier.await();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
}
CyclicBarrier可以使一组线程按照指定的屏障点进行同步等待,非常适合多线程协同完成某个任务的场景。
6. StampedLock类
StampedLock是一个读写锁,它提供了乐观读锁和悲观读锁,以及一种基于版本号的写锁。
以下是使用StampedLock实现锁的示例代码:
import java.util.concurrent.locks.StampedLock;
public class StampedLockExample {
private final StampedLock lock = new StampedLock();
public void method1() {
long stamp = lock.writeLock();
try {
// 临界区代码
} finally {
lock.unlockWrite(stamp);
}
}
public void method2() {
long stamp = lock.readLock();
try {
// 临界区代码
} finally {
lock.unlockRead(stamp);
}
}
}
StampedLock可以实现读写锁和乐观读锁,非常适合高并发读写操作比较多的场景。
结尾
以上几种方式都可以实现锁,然而不同的场景需要不同的锁来支撑。在实际开发中,要根据具体场景选择最适合的锁。
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