多线程—锁

    多线程中,锁用于确保同一时间只有一个线程可以访问共享资源,从而避免并发访问导致的数据不一致或者竞争条件等问题。

常见的锁有两种:互斥锁和读写锁。互斥锁的作用是保护共享资源,同时只允许一个线程访问,其他线程需要等待,直到该线程释放锁。读写锁可以同时允许多个线程读取共享资源,但只允许一个线程写入,其他线程需要等待写入完成。

在使用锁时需要注意以下几点:

  1. 锁的使用应该尽可能简短,否则会影响程序性能。

  2. 线程在获取锁时会被阻塞,在释放锁之前需要确保执行完成,否则可能会出现死锁。

  3. 避免嵌套锁,即在已经获取锁的情况下再次获取锁,容易造成死锁。

  4. 尽可能避免使用全局锁,应该尽可能使用局部锁,以减少锁的竞争。

当多个线程同时访问共享资源时,很容易发生数据竞争的问题,导致程序出错。因此,Java提供了多线程锁机制,来保证线程安全。

下面是一个简单的例子,演示如何使用Java多线程锁:

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class LockExample {private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();private int count = 0;public void increment() {lock.lock(); // 获取锁try {count++;} finally {lock.unlock(); // 释放锁}}public int getCount() {return count;}
}

在这个例子中,我们使用了Java内置的ReentrantLock类创建了一个锁对象。在 increment 方法中,我们首先获取锁,然后执行加一操作,最后释放锁。这样,在多个线程同时访问 increment 方法时,只有一个线程能够获取到锁,其他线程则需要等待,直到锁释放后才能访问 increment 方法。

为了更清楚地演示锁的效果,我们可以创建多个线程来访问 LockExample 类的 increment 方法,如下所示:

public class Main {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {LockExample example = new LockExample();Thread t1 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 1000000; i++) {example.increment();}});Thread t2 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 1000000; i++) {example.increment();}});t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();System.out.println(example.getCount());}
}

在上面的代码中,我们创建了两个线程 t1t2,分别对 LockExample 的实例对象执行了1000000次 increment 操作。由于 increment 方法上有锁保护,因此在两个线程执行过程中,只有一个线程能够获取到锁,另外一个则需要等待。最终,我们输出了 LockExamplecount 属性值,可以看到它的值为2000000,说明并发操作是安全的。

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