Java高并发之JVM本地锁ReentrantLock、synchronized及失效场景

原创已于 2022-11-22 20:52:09 修改 · 858 阅读

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#java #jvm #开发语言

于 2022-11-22 20:41:22 首次发布

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本文通过一个具体的Java程序示例展示了不同锁机制下线程安全性的差异。比较了无锁、synchronized关键字及ReentrantLock在多线程环境下减库存操作的表现，强调了锁在保证线程安全中的作用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

不用锁

JavaLock.java

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

@Slf4j
public class JavaLock {
    /**
     * 库存
     */
    private static Integer productCount = 5000;
    /**
     * 可重入锁
     */
    private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new JavaLockRunnable(),"第1个线程").start();
        new Thread(new JavaLockRunnable(),"第2个线程").start();
        new Thread(new JavaLockRunnable(),"第3个线程").start();
        new Thread(new JavaLockRunnable(),"第4个线程").start();
        new Thread(new JavaLockRunnable(),"第5个线程").start();
    }

    /**
     * 不推荐，不使用锁，线程不安全会导致库存数量有问题！
     */
    public static void reduceCount(){
        log.info("当前数量：{}",productCount--);
    }

    /**
     * 推荐，使用synchronized锁住调用方法可以解决并发问题，性能较低
     */
    public synchronized static void synchronizedReduceCount(){
        log.info("当前数量：{}",productCount--);
    }

    /**
     * 推荐，使用ReentrantLock锁住代码块也可以解决并发问题，性能较高
     */
    public static void reentrantLockReduceCount(){
        //加锁
        lock.lock();
        try {
            log.info("当前数量：{}",productCount--);
        }catch (Exception e){
            throw new RuntimeException(e);
        }finally {
            //必须在finally里解锁，防止死锁。
            lock.unlock();
        }
    }

}

JavaLockRunnable.java

public class JavaLockRunnable implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            JavaLock.reduceCount();
//            JavaLock.synchronizedReduceCount();
//            JavaLock.reentrantLockReduceCount();
        }
    }
}

运行输出：（数量紊乱）

20:33:15.780 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：5000
20:33:15.787 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4995
20:33:15.787 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4994
20:33:15.787 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4993
20:33:15.787 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4992
20:33:15.787 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4991
20:33:15.787 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4990
20:33:15.787 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4989
20:33:15.787 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4988
20:33:15.781 [第3个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4997
20:33:15.787 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4987

修改JavaLockRunnable使用synchronized锁住调用方法

public class JavaLockRunnable implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
//            JavaLock.reduceCount();
            JavaLock.synchronizedReduceCount();
//            JavaLock.reentrantLockReduceCount();
        }
    }
}

运行输出：（结果正常）

20:39:14.094 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：5000
20:39:14.098 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4999
20:39:14.099 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4998
20:39:14.099 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4997
20:39:14.099 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4996
20:39:14.099 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4995
20:39:14.099 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4994
20:39:14.099 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4993
20:39:14.099 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4992
20:39:14.099 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4991
20:39:14.099 [第1个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4990

修改JavaLockRunnable使用ReentrantLock锁住方法块

public class JavaLockRunnable implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
//            JavaLock.reduceCount();
//            JavaLock.synchronizedReduceCount();
            JavaLock.reentrantLockReduceCount();
        }
    }
}

运行输出：（结果正常）

20:40:46.087 [第2个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：5000
20:40:46.093 [第2个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4999
20:40:46.093 [第2个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4998
20:40:46.094 [第2个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4997
20:40:46.094 [第2个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4996
20:40:46.094 [第2个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4995
20:40:46.094 [第2个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4994
20:40:46.094 [第2个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4993
20:40:46.094 [第2个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4992
20:40:46.094 [第2个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4991
20:40:46.094 [第2个线程] INFO com.fu.demo.base.JavaLock - 当前数量：4990