java互斥锁有哪些

在Java编程中，多线程环境下的资源同步问题一直是开发者需要重点考虑的。互斥锁（Mutex Lock）作为一种同步机制，它能够确保在某一时刻只有一个线程可以访问共享资源。这不仅保证了数据的一致性，还避免了线程间的竞态条件。在Java中，互斥锁的实现主要依赖于java.util.concurrent.locks包中的ReentrantLock类。

互斥锁与同步方法的区别

在Java中，除了互斥锁，还可以通过同步方法或同步代码块来实现线程同步。同步方法使用关键字synchronized来修饰，它会自动获取对象的锁，而同步代码块则需要显式地指定锁定对象。与同步方法相比，互斥锁提供了更高的灵活性，例如尝试非阻塞获取锁（tryLock()）、可中断的锁获取（lockInterruptibly()）以及超时获取锁（tryLock(long timeout, TimeUnit unit)）等功能。

核心类与方法

互斥锁的核心类是ReentrantLock，它实现了Lock接口。以下是一些常用的方法：

• lock(): 获取锁，如果锁被其他线程持有，则当前线程将被阻塞。
• unlock(): 释放锁。
• tryLock(): 尝试获取锁，如果锁不可用则立即返回false。
• lockInterruptibly(): 可中断地获取锁，如果当前线程在获取锁时被中断，则会抛出InterruptedException。
• tryLock(long timeout, TimeUnit unit): 在指定的等待时间内尝试获取锁，如果超时仍未获取到锁，则返回false。

使用场景

互斥锁适用于需要更细粒度控制的场景，例如，当多个线程需要访问同一资源，但访问的频率和时间不同，或者需要在获取锁时提供超时机制。此外，互斥锁还可以用于实现公平性（ReentrantLock构造函数中可以指定是否是公平锁）。

代码案例

案例一：基本使用

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class MutexExample1 {
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public void performAction() {
        lock.lock();
        try {
            // 执行需要同步的代码
            System.out.println("Action performed by " + Thread.currentThread().getName());
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        MutexExample1 example = new MutexExample1();
        Thread thread1 = new Thread(() -> example.performAction());
        Thread thread2 = new Thread(() -> example.performAction());
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

案例二：尝试非阻塞获取锁

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class MutexExample2 {
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public boolean performAction() {
        if (lock.tryLock()) {
            try {
                // 执行需要同步的代码
                System.out.println("Action performed by " + Thread.currentThread().getName());
                return true;
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        } else {
            System.out.println("Failed to acquire lock");
            return false;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        MutexExample2 example = new MutexExample2();
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            if (example.performAction()) {
                System.out.println("Thread 1 succeeded");
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            if (example.performAction()) {
                System.out.println("Thread 2 succeeded");
            }
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

表格补充：互斥锁与同步方法的对比

通过上述的代码案例和表格对比，我们可以看到互斥锁在Java中的灵活运用，以及它与同步方法的不同之处。互斥锁提供了更多的控制选项，使得开发者可以根据具体的应用场景来选择最合适的同步机制。