Java线程安全解决方案(synchronized,ReentrantLock,Atomic)

线程安全解决方案

synchronized,ReentrantLock,Atomic 使用场景描述

在实际开发过程中如果服务量，请求频繁，就会经常碰见并发，这时候不做处理就会出现很多非法数据。这时候就需要解决线程安全的问题，这时候就可以使用java当中的锁机制。常用有java关键synchronized、可重入锁ReentrantLock，还有并发包下的Atomic 或者Concurrent的安全类型。

synchronized使用场景：

在资源竞争不是很激烈的情况下，偶尔出现并发，需要同步的情形下，synchronized是很合适的。原因在于，编译程序通常会尽可能的进行优化synchronized，另外可读性非常好，不管用没用过5.0多线程包的程序员都能理解。可以多对方法进行加锁（同步方法），也可以对对象进行加锁（同步代码快）。

  /**
   * synchronized用id
   */
  private static volatile Long syncId=0L;

  /**
   * synchronized方式获取id 同步方法
   * @return
   */
  public static synchronized Long getSyncId1(){
    syncId++;
    return syncId;
  }

  /**
   * synchronized方式获取id 同步代码块
   * @return
   */
  public static Long getSyncId2(){
    synchronized (syncId){
      syncId++;
      return syncId;
    }
  }

代码可读性强，毕竟是java的关键字，执行优先级高。synchronized关键字一放，就解决线程安全的问题。

但是还有一个问题，当前资源竞争激烈时，对于部分线程迟迟获取不到锁，这时候会出现一个锁升级的过程，且锁升级的过程是不可逆的。当从轻量级锁到偏向锁，再到一个重量级锁。性能会大大的降低。

在资源竞争激烈可以使用其他方式来加锁。

ReentrantLock使用场景:

ReentrantLock提供了多样化的同步，比如有时间限制的同步，可以被Interrupt的同步（synchronized的同步是不能Interrupt的）等。在资源竞争不激烈的情形下，性能稍微比synchronized差点点。但是当同步非常激烈的时候，synchronized的性能一下子能下降好几十倍。而ReentrantLock还能保证正常的性能。

且这个锁可以定义成公平锁还可以定义成非公平锁。

  /**
   * ReentrantLock用id
   */
  private static volatile Long lockId=0L;

  /**
   * ReentrantLock公平锁
   */
  private static final ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(true);


  /**
   * ReentrantLock方式获取id
   * @return
   */
  public static Long getLockId(){
    reentrantLock.lock();
    try {
      lockId++;
      return lockId;
    }catch (Exception e){
      e.printStackTrace();
      return getLockId();
    }finally {
      reentrantLock.unlock();
    }
  }

我这里以公平锁作为演示对象。ReentrantLock还可以查看锁的状态, 锁是否被锁上了.
可以查看当前有多少线程再等待锁。但是因为ReentrantLock是悲观锁，加锁时会对资源进行加锁，当读取频繁时性能会不如CAS的乐观锁。所以读取频繁使用乐观锁，写入频繁使用悲观锁。

Atomic或者Concurrent使用场景:

和上面的类似，不激烈情况下，性能比synchronized略逊，而激烈的时候，也能维持常态。激烈的时候，Atomic的性能会优于ReentrantLock一倍左右。但是其有一个缺点，就是只能同步一个值，一段代码中只能出现一个Atomic的变量，多于一个同步无效。因为他不能在多个Atomic之间同步。

  /**
   * Atomic用id
   */
  private static volatile AtomicLong atomicId=new AtomicLong(0L);

  /**
   * Atomic方式获取id
   * @return
   */
  public static Long getAtomicId(){
    return atomicId.addAndGet(1);
  }

对于其他类型的比如和Map和Set可以使用用并发包下的ConcurrentHashMap和ConcurrentHashSet等线程安全的数据类型。

  /**
   * 线程安全的hashMap
   */
  private static ConcurrentHashMap<String,String> hashMap = new ConcurrentHashMap<>();
  
  public static void put(String key,String value){
    hashMap.put(key,value);
  }

  public static String get(String key{
    return hashMap.get(key);
  }

ConcurrentHashMap内部的实现是CAS的乐观锁，当锁无法取得会开始自旋，直到下一次取得锁。

到此这篇关于Java线程安全解决方案(synchronized,ReentrantLock,Atomic)的文章就介绍到这了,更多相关Java线程安全内容请搜索猪先飞以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持猪先飞！