目錄

前言

一、確定需要多個(gè)鎖的場(chǎng)景

1.獨(dú)立資源保護(hù)

2.部分依賴資源

二、避免死鎖

三、鎖粒度與并發(fā)性能

1.?粗粒度鎖定

2.細(xì)粒度鎖定

四、設(shè)計(jì)策略：減少資源依賴

1.資源分離

2.無(wú)鎖設(shè)計(jì)

3.鎖合并

五、Demo講解

總結(jié)：

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前言

????????當(dāng)多個(gè)線程需要操作共享資源時(shí)，為了確保數(shù)據(jù)的一致性和避免競(jìng)爭(zhēng)條件，通常會(huì)使用多個(gè)鎖來(lái)進(jìn)行同步。這種情況下，如何正確使用多個(gè)鎖成為一個(gè)復(fù)雜而關(guān)鍵的問(wèn)題。下面是一篇十分詳細(xì)的博客，介紹多線程多鎖場(chǎng)景下的最佳實(shí)踐和注意事項(xiàng)。

一、確定需要多個(gè)鎖的場(chǎng)景

1.獨(dú)立資源保護(hù)

• 定義：當(dāng)不同的資源（例如文件、數(shù)據(jù)庫(kù)連接等）由不同的鎖保護(hù)時(shí)。
• 示例：一個(gè)線程需要讀取文件A并寫(xiě)入文件B，而另一個(gè)線程讀取文件B并寫(xiě)入文件A，這兩個(gè)操作可以分別使用不同的鎖。

2.部分依賴資源

• 定義：多個(gè)資源之間存在某種程度的依賴關(guān)系，但操作它們的線程可能不會(huì)同時(shí)訪問(wèn)所有資源。
• 示例：兩個(gè)線程分別操作兩個(gè)互相有數(shù)據(jù)交換的隊(duì)列，可分別對(duì)兩個(gè)隊(duì)列加鎖，但在交換數(shù)據(jù)時(shí)需要特別小心處理鎖的順序。

二、避免死鎖

死鎖是多線程編程中常見(jiàn)的問(wèn)題，特別是在使用多個(gè)鎖的情況下更容易發(fā)生。要避免死鎖，可以采取以下策略：

• 按順序獲取鎖：對(duì)多個(gè)資源使用相同的順序獲取鎖，以避免循環(huán)等待。
• 設(shè)置超時(shí)時(shí)間：在獲取鎖的過(guò)程中設(shè)置超時(shí)時(shí)間，一段時(shí)間后未能獲取到鎖就放棄或重試。
• 使用高級(jí)同步工具：比如信號(hào)量（Semaphores）或條件變量（Condition Variables），它們提供了更靈活的同步機(jī)制，有助于避免死鎖。

三、鎖粒度與并發(fā)性能

1.?粗粒度鎖定

• 優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，易于理解和維護(hù)。
• 缺點(diǎn)：可能導(dǎo)致大量線程等待，從而降低并發(fā)性能。
• 示例：一個(gè)單一的大鎖保護(hù)整個(gè)資源集合。

2.細(xì)粒度鎖定

• 優(yōu)點(diǎn)：提高并發(fā)性能，因?yàn)殒i的范圍縮小，減少了線程等待的概率。
• 缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，需要更精細(xì)的設(shè)計(jì)和管理。
• 示例：為每個(gè)獨(dú)立資源（或資源的部分）使用單獨(dú)的小鎖。

四、設(shè)計(jì)策略：減少資源依賴

1.資源分離

• 定義：盡量將共享資源劃分為獨(dú)立的部分，使得每個(gè)部分只需一個(gè)鎖。
• 示例：將一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫(kù)拆分為多個(gè)獨(dú)立的部分，每個(gè)部分由不同的線程和鎖管理。

2.無(wú)鎖設(shè)計(jì)

• 定義：通過(guò)無(wú)鎖編程（如使用原子操作）來(lái)完全避免鎖。
• 示例：使用Java的AtomicInteger類進(jìn)行計(jì)數(shù)器操作。

3.鎖合并

• 定義：在某些情況下，將多個(gè)鎖合并為一個(gè)鎖，以簡(jiǎn)化鎖管理。
• 示例：如果兩個(gè)資源總是一起被訪問(wèn)，可以用一個(gè)鎖來(lái)保護(hù)它們。

五、Demo講解

package com.ctb.demo;/*** 關(guān)鍵字synchronized取得的鎖都是對(duì)象鎖，而不是把一段代碼（方法）當(dāng)做鎖* 所以代碼中哪個(gè)線程先執(zhí)行synchronized關(guān)鍵字的方法，哪個(gè)線程就持有該方法所屬對(duì)象的鎖（Lock），* * 在靜態(tài)方法上加synchronized關(guān)鍵字，表示鎖定.class類，類一級(jí)別的鎖（獨(dú)占.class類）* * @author biao** 2024年*/
public class MyThread2 {private int num =0;public synchronized void printNum(String tag) {try {if (tag.equals("a")) {num=100;System.out.println("tag a,set num over!");Thread.sleep(1000);}else {num = 200;System.out.println("tag b,set num over!");}System.out.println("tag" + tag + "," + "num" + num);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}public static void main(String[] args) {final MyThread2 m1 = new MyThread2();final MyThread2 m2 = new MyThread2();Thread t1 = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {m1.printNum("a");}});Thread t2 = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {m2.printNum("b");}});t1.start();t2.start();}}

結(jié)果：

package com.ctb.demo;/*** 關(guān)鍵字synchronized取得的鎖都是對(duì)象鎖，而不是把一段代碼（方法）當(dāng)做鎖* 所以代碼中哪個(gè)線程先執(zhí)行synchronized關(guān)鍵字的方法，哪個(gè)線程就持有該方法所屬對(duì)象的鎖（Lock），* * 在靜態(tài)方法上加synchronized關(guān)鍵字，表示鎖定.class類，類一級(jí)別的鎖（獨(dú)占.class類）* * @author biao** 2024年2月28日-上午12:07:26*/
public class MyThread2 {private static int num =0;//	staticpublic static synchronized void printNum(String tag) {try {if (tag.equals("a")) {num=100;System.out.println("tag a,set num over!");Thread.sleep(1000);}else {num = 200;System.out.println("tag b,set num over!");}System.out.println("tag" + tag + "," + "num" + num);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}public static void main(String[] args) {final MyThread2 m1 = new MyThread2();final MyThread2 m2 = new MyThread2();Thread t1 = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {m1.printNum("a");}});Thread t2 = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {m2.printNum("b");}});t1.start();t2.start();}}

結(jié)果：

總結(jié)：

關(guān)鍵字synchronized取得的鎖都是對(duì)象鎖，而不是把一段代碼（方法）當(dāng)做鎖

• 所以代碼中哪個(gè)線程先執(zhí)行synchronized關(guān)鍵字的方法，哪個(gè)線程就持有該方法所屬對(duì)象的鎖（Lock），

• 在靜態(tài)方法上加synchronized關(guān)鍵字，表示鎖定.class類，類一級(jí)別的鎖（獨(dú)占.class類）