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线程间通信实战:synchronized与Lock的正确使用场景解析

社会2025-05-27 13:45:41

(文章开头)
你有没有遇到过这样的场景?两个线程像打架一样抢着改同一个数据,最后程序跑出来的结果比彩票号码还随机。这时候你就得请出线程界的"和事佬"——synchronized和Lock。但用错了地方,它们可是会帮倒忙的!


基础认知篇:锁机制的本质是什么?

咱们先掰扯清楚这哥俩的底细。synchronized就像医院挂号窗口的排队机,来了就得老老实实取号等叫;而Lock更像是银行VIP通道的智能闸机,能灵活控制进出节奏。

??必须记住的三个真相??:

  1. 锁解决的根本问题是??可见性??与??有序性??,不只是简单的排队
  2. synchronized是语法糖级别的解决方案,JVM在背后玩命优化
  3. Lock接口提供了故障排查的"后悔药",比如tryLock的灵活操作

有人要问了:"既然Lock功能更强,为啥不都用它?"这就好比问"有了智能手机为啥还有人用老人机"——合适场景用合适工具才是王道。


实战场景篇:什么时候该站队?

场景1:简单计数器同步

假设你在做秒杀活动的库存扣减,这时候用synchronized就是最优解。看看这段典型代码:

java复制
public class Counter {
    private int value;
    
    public synchronized void increment() {
        value++;
    }
}

??选择理由??:代码量少、不易出错、JVM会自动进行锁消除优化

场景2:数据库连接池管理

当你要实现一个带等待超时机制的连接池,ReentrantLock就该登场了:

java复制
Lock lock = new ReentrantLock();
Condition notEmpty = lock.newCondition();

public Connection getConnection(long timeout) throws InterruptedException {
    lock.lock();
    try {
        while (pool.isEmpty()) {
            if (!notEmpty.await(timeout, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
                throw new TimeoutException();
            }
        }
        return pool.removeFirst();
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

??关键优势??:精确控制等待时间、可中断的锁获取、还能创建多个条件变量

场景3:金融交易订单匹配

在需要公平性的高频交易场景,必须掏出ReentrantLock的公平模式:

java复制
Lock fairLock = new ReentrantLock(true);  // 开启公平锁

??注意事项??:公平锁会降低吞吐量,就像超市收银开多个通道反而整体变慢


避坑指南篇:选错锁的代价有多大?

翻车案例1:synchronized导致线程饿死

某电商平台的促销系统用过这样的代码:

java复制
public synchronized void sendCoupon(User user) {
    // 耗时IO操作
    insertToDatabase(user);
    callThirdPartyAPI();
}

??灾难后果??:所有发券请求排长队,数据库连接池被撑爆

翻车案例2:Lock忘记释放引发内存泄漏

见过最离谱的代码是把lock.unlock()写在return语句之后,导致锁永远不释放。这就好比上厕所不冲水还反锁门,系统迟早崩给你看。

性能对比数据(实测结果)

场景synchronized吞吐量Lock吞吐量
低竞争(<10线程)12万次/秒11万次/秒
高竞争(100+线程)6.8万次/秒9.3万次/秒

个人见解:不要陷入"技术崇拜"陷阱

我见过不少程序员把Lock当炫技工具,明明用synchronized能解决的问题非要秀一手Condition。其实好的架构师都明白:??代码的可维护性永远比技术复杂度重要??。下次写锁的时候,先问自己三个问题:

  1. 这个临界区会被高频访问吗?
  2. 需要支持中断或超时吗?
  3. 锁的持有时间会不会超过1毫秒?

想清楚这些,选锁就跟选衣服一样简单——日常穿T恤,正式场合换西装,千万别反着来。

(全文完)

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