Java线程锁全面解析：从synchronized到StampedLock，一篇搞定所有锁机制

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于 2025-12-07 19:51:37 发布 · 559 阅读

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#java #开发语言

引言：为什么需要锁？

在多线程环境中，多个线程可能同时方位你共享资源，如果不加以控制，就会导致数据不一致，脏读等问题。锁机制正是为了解决这些问题而存在的，它通过互斥访问来保证临界区代码的线程安全。

一、基础锁机制：synchronized

synchronized是Java中最基础、最常用的锁机制，由JVM底层实现。

1.1 三种使用方式

// 1. 同步实例方法- 锁对象是当前实例
public synchronized void instanceMethod(){
   
   
	//临时区代码
}

//2. 同步静态方法 - 锁对象是当前类的Class对象
public static synchronized void staticMethod(){
   
   
	//临时区代码
}
// 3. 同步代码块 - 手动指定锁对象
public void method() {
   
   
    Object lock = new Object();
    synchronized(lock) {
   
   
        // 临界区代码
    }
}

1.2 synchronized的特性

特性	说明
可重入性	同一线程可重复获取同意把锁
非公平锁	不保证线程获取锁的顺序
自动释放	代码块结束或异常时自动释放锁
内存语义	保证可见性和有序性（遵循happens-before原则）

1.3 synchronized的局限性

无法中断： 等待锁的线程不能中断
无法超时： 不能设置获取锁的超时时间
单一条件： 只有一个等待队列（notify随机唤醒）

二、ReenttrantLock：功能更强大的锁

ReentrantLock是java.util.concurrent.locks包下的显示锁，需要手动获取和释放。

2.1 基本用法

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class ReentrantLockDemo{
   
   
	private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
	public void doSometing(){
   
   
		lock.lock(); //获取锁
		try{
   
   
		 //临界区代码
		} finally{
   
   
			lock.unlock();//必须在finally中释放。
		}
	}
}

2.2 ReentrantLock的核心优势

1）可中断获取锁

public void tryLockInterruptibly() thows InterruptedException{
   
   
	try{
   
   
		lock.lockInterruptibly();// 可被中断的获取锁方式
		//临界区代码
	} finally{
   
   
		if(lock.isHeldByCurrentThread()){
   
   
			lock.unlock();
		}
	}
}

2) 尝试获取锁（支持超时）

public boolean tryDoSomething(long timeout, TimeUnit unit){
   
   
	try{
   
   
		if(lock.tryLock(timeout,unit)){
   
    //尝试获取锁，支持超时
			try{
   
   
				//临界区代码
				return true;
			} finally{
   
   
				lock.unlock();
			}
		}
		return false;
	} catch (InterruptedException e){
   
   
		Thread.currentThread().interrupt();
	}
}

3) 公平锁与非公平锁

// 公平锁 - 按照请求顺序获取锁
ReentrantLock fairLock = new ReentrantLock(true);

// 非公平锁 - 默认方式，性能更高
ReentrantLock unfairLock = new ReentrantLock(false);

4）多条件变量

class BoundedBuffer {
   
   
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private final Condition notFull = lock.newCondition();   // 条件：不满
    private final Condition notEmpty = lock.newCondition()