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。

来源：https://blog.csdn.net/qq_42271561/article/details/108809073