java加锁的几种方式与区别

在多线程编程中，加锁是一种常见的同步机制，用于保证线程安全和数据一致性。加锁机制允许多个线程在访问共享资源时，能够按照一定的顺序进行操作，避免出现数据竞争和不一致的问题。下面，我将从加锁的定义、目的、条件以及不同加锁方式的区别和使用场景等方面进行详细讲解。

定义与目的

加锁是一种在多线程环境中，用于控制对共享资源访问的同步机制。其主要目的是确保在任一时刻，只有一个线程能够执行临界区的代码，从而避免并发访问导致的数据不一致和竞态条件。

加锁的条件

1. 互斥性：确保同一时间只有一个线程可以进入临界区。
2. 原子性：加锁操作本身必须是原子的，不能被其他线程中断。
3. 一致性：加锁和解锁操作必须成对出现，保证资源状态的一致性。

不同加锁方式的区别

Java提供了多种加锁方式，包括synchronized关键字、Lock接口及其实现类等。以下是两种常见的加锁方式及其区别：

synchronized关键字

• 定义：synchronized是Java的一个关键字，可以用于修饰方法或代码块，实现同步。
• 原子性：通过进入和退出监视器（Monitor）来实现原子性。
• 公平性：默认情况下，synchronized不保证公平性，即不保证等待时间最长的线程先获得锁。

Lock接口

• 定义：java.util.concurrent.locks.Lock是一个接口，提供了比synchronized更丰富的锁操作。
• 原子性：通过实现类（如ReentrantLock）的内部机制来保证。
• 公平性：可以通过构造函数参数指定是否公平，公平锁会按照线程请求锁的顺序来分配。

核心类与方法

• synchronized：用于方法或代码块的同步。
• Lock接口：提供了lock()、unlock()、tryLock()等方法。

使用场景

• synchronized：适用于简单的同步需求，代码量较少，易于理解和使用。
• Lock接口：适用于需要更细粒度控制的场景，如尝试非阻塞获取锁、可中断的锁请求、超时等待等。

代码案例

以下是两个简单的代码案例，展示synchronized和Lock的使用。

示例1：使用synchronized实现线程安全

public class Counter {
    private int count = 0;

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

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

示例2：使用Lock实现线程安全

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class CounterWithLock {
    private int count = 0;
    private final Lock lock = new ReentrantLock();

    public void increment() {
        lock.lock();
        try {
            count++;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

相关知识点补充

以下是一张表格，对比synchronized和Lock的一些特性：

通过上述讲解和代码案例，我们可以看到，synchronized和Lock在实现线程安全时各有优势。选择哪种加锁方式，需要根据具体的应用场景和需求来决定。