【JUC进阶】08. 重量级锁

重量级锁是一种常见的并发控制机制，用于保护共享资源不被多个线程同时访问。在Java中，synchronized关键字可以用来创建重量级锁。本文将介绍重量级锁的工作原理和实现方式，并提供一些代码示例和注释，帮助读者了解如何正确使用重量级锁来保护多线程访问的共享资源。

一、重量级锁的工作原理重量级锁是一种悲观锁，在多线程环境下，它会将共享资源加锁，使得其他线程无法同时访问该资源。当一个线程加锁成功后，其他线程要么等待该线程释放锁，要么自旋等待锁的释放。因此，重量级锁的性能较低，适合于保护一些并发访问量较小、访问频率较低的资源。

重量级锁的工作原理可以分为三个步骤：

1. 获取锁：当一个线程想要访问一个被重量级锁保护的资源时，它首先需要获取该锁。如果该锁已经被其他线程占用，那么该线程就会进入等待状态，直到该锁被释放。

2. 访问资源：一旦一个线程成功获取了锁，它就可以访问被锁保护的资源。在访问期间，其他线程无法访问该资源。

3.释放锁：当一个线程完成了对资源的访问后，它需要释放锁，以允许其他线程访问该资源。一旦锁被释放，其他线程就有机会获取该锁。

二、重量级锁的实现方式在Java中，synchronized关键字可以用于创建重量级锁。下面是一个使用synchronized关键字创建重量级锁的示例：

javapublic class HeavyLockExample {
 private Object lock = new Object();
 public void accessResource() {
 synchronized (lock) {
 // 访问共享资源的代码 }
 }
}

在上面的示例中，accessResource()方法使用synchronized关键字来创建一个重量级锁来保护共享资源。当一个线程执行accessResource()方法时，它会首先获取lock对象的锁，然后执行访问共享资源的代码，最后释放锁。这样就可以确保在任意时刻只有一个线程可以访问共享资源，从而避免了多个线程同时访问共享资源导致的并发问题。

另外，Java还提供了ReentrantLock类来实现重量级锁。下面是一个使用ReentrantLock类创建重量级锁的示例：

javaimport java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class HeavyLockExample {
 private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
 public void accessResource() {
 lock.lock();
 try {
 // 访问共享资源的代码 } finally {
 lock.unlock();
 }
 }
}

在上面的示例中，accessResource()方法使用ReentrantLock类来创建一个重量级锁来保护共享资源。当一个线程执行accessResource()方法时，它会首先获取锁，然后执行访问共享资源的代码，最后释放锁。与synchronized关键字相比，ReentrantLock类提供了更加灵活的锁定和解锁的方式，能够更好地控制锁的行为。

三、重量级锁的注意事项在使用重量级锁时，需要注意以下几点：

1. 避免过多的锁竞争：重量级锁的性能较低，当多个线程竞争同一把锁时，会导致性能下降。因此，应尽量减少锁的竞争，或者使用更加高效的机制，如读写锁，来减少锁的竞争。

2. 减少锁的持有时间：在执行访问共享资源的代码时，应尽量减少锁的持有时间，以允许其他线程更快地获取锁。可以将一些不需要加锁的操作放在锁外面，或者使用局部锁来减少锁的持有时间。

3. 谨慎处理死锁：由于重量级锁的性能较低，如果出现死锁，会导致整个应用程序的性能下降。因此，应该谨慎处理死锁，避免在多线程环境下出现死锁。

四、总结重量级锁是一种常见的并发控制机制，能够保护共享资源不被多个线程同时访问。在Java中，可以使用synchronized关键字或ReentrantLock类来创建重量级锁。在使用重量级锁时，需要注意避免过多的锁竞争、减少锁的持有时间以及谨慎处理死锁等问题。通过合理地使用重量级锁，可以确保多线程环境下的共享资源安全访问。