【多线程】（六）Java并发编程深度解析：常见锁策略、CAS、synchronized原理、线程安全集合类和死锁详解

**Java 并发编程深度解析**

在 Java 中，多线程是实现并发编程的关键。然而，多线程也会带来一些挑战，如线程安全、死锁等问题。在本文中，我们将深入探讨常见的锁策略、CAS（Compare And Swap）、synchronized 原理、线程安全集合类和死锁详解。

###1. 锁策略在 Java 中，锁策略是实现线程安全的关键。以下是常见的锁策略：

####1.1.互斥锁（Mutex）

互斥锁是一种最基本的锁策略，它保证同一时间只有一个线程可以访问共享资源。

javapublic class MutexExample {
 private final Object lock = new Object();

 public void method() {
 synchronized (lock) {
 // 执行一些操作 }
 }
}

####1.2.读写锁（ReentrantReadWriteLock）

读写锁是一种高级的锁策略，它允许多个线程同时读取共享资源，而只允许一个线程写入。

javapublic class ReadWriteLockExample {
 private final ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();

 public void readMethod() {
 lock.readLock().lock();
 try {
 // 执行一些操作 } finally {
 lock.readLock().unlock();
 }
 }

 public void writeMethod() {
 lock.writeLock().lock();
 try {
 // 执行一些操作 } finally {
 lock.writeLock().unlock();
 }
 }
}

####1.3. 自旋锁（SpinLock）

自旋锁是一种特殊的锁策略，它在等待锁释放时会不断地轮询，而不是进入睡眠状态。

javapublic class SpinLockExample {
 private volatile boolean locked = false;

 public void lock() {
 while (locked) {
 // 等待锁释放 }
 locked = true;
 }

 public void unlock() {
 locked = false;
 }
}

###2. CAS（Compare And Swap）

CAS是一种无锁的原子操作，它允许多个线程同时更新共享资源。

javapublic class CASExample {
 private volatile int value =0;

 public void increment() {
 int expectedValue = value;
 int newValue = expectedValue +1;
 if (compareAndSwap(expectedValue, newValue)) {
 // 成功更新值 } else {
 // 失败，重试 }
 }

 private boolean compareAndSwap(int expectedValue, int newValue) {
 return value == expectedValue && (value = newValue);
 }
}

###3. synchronized 原理synchronized是一种锁策略，它保证同一时间只有一个线程可以访问共享资源。

javapublic class SynchronizedExample {
 private final Object lock = new Object();

 public void method() {
 synchronized (lock) {
 // 执行一些操作 }
 }
}

###4. 线程安全集合类Java提供了一些线程安全的集合类，如Vector、Stack等。

javapublic class ThreadSafeCollectionExample {
 private final Vector vector = new Vector<>();

 public void addElement(String element) {
 synchronized (vector) {
 vector.add(element);
 }
 }

 public String getElement(int index) {
 synchronized (vector) {
 return vector.get(index);
 }
 }
}

###5. 死锁详解死锁是多线程编程中的一个常见问题，它发生在两个或更多线程之间，各自等待对方释放资源。

javapublic class DeadlockExample {
 private final Object lock1 = new Object();
 private final Object lock2 = new Object();

 public void method() {
 synchronized (lock1) {
 System.out.println("Thread1: Holding lock1");
 try {
 Thread.sleep(100);
 } catch (InterruptedException e) {
 Thread.currentThread().interrupt();
 }
 synchronized (lock2) {
 System.out.println("Thread1: Holding both locks");
 }
 }
 }

 public void method2() {
 synchronized (lock2) {
 System.out.println("Thread2: Holding lock2");
 try {
 Thread.sleep(100);
 } catch (InterruptedException e) {
 Thread.currentThread().interrupt();
 }
 synchronized (lock1) {
 System.out.println("Thread2: Holding both locks");
 }
 }
 }
}

在上面的例子中，两个线程分别尝试获取两个锁，但由于锁的顺序不同，导致死锁。

综上所述，Java并发编程中的锁策略、CAS、synchronized原理、线程安全集合类和死锁都是非常重要的概念。通过理解这些概念，可以更好地设计和实现多线程程序。