java锁是如何选择的

Java 锁的选择取决于具体的并发场景、性能需求和锁的粒度。常用的锁有：synchronized、ReentrantLock、ReadWriteLock、StampedLock。在这里，我们重点介绍一下 synchronized 和 ReentrantLock，它们分别代表了 Java 中的两种基本锁机制。

synchronized 是 Java 中最基本的锁机制，直接在语言层面支持。它的主要优点是简洁易用，适合简单的同步需求。ReentrantLock 是 java.util.concurrent.locks 包中的锁，它提供了比 synchronized 更加灵活的锁机制，例如可以尝试获取锁、可中断的锁获取以及超时获取锁等。

一、synchronized

synchronized 是 Java 中内置的锁机制，通过在方法或代码块上添加 synchronized 关键字来实现线程同步。

1.1、基本用法

synchronized 可以用在方法上，也可以用在代码块上。

方法上使用: 当一个方法被声明为 synchronized 时，线程在进入这个方法之前会自动获得锁，在方法执行完毕后释放锁。

public synchronized void syncMethod() {
    // 线程安全的方法
}

代码块上使用: 当一个代码块被声明为 synchronized 时，线程在进入这个代码块之前会获得锁，代码块执行完毕后释放锁。

public void syncBlock() {
    synchronized (this) {
        // 线程安全的代码块
    }
}

1.2、优点和缺点

优点:
- 简单易用，直接在语言层面支持。
- 不需要显式地获取和释放锁，减少了代码的复杂性。
- 在 Java 6 之后，性能显著提升。
缺点:
- 不能中断等待锁的线程。
- 不能尝试获取锁，如果锁不可用会一直等待。
- 不能在超时后自动放弃获取锁的尝试。
- 不能按公平原则获取锁。

二、ReentrantLock

ReentrantLock 是 Java 5 引入的一种显式锁，它位于 java.util.concurrent.locks 包中。

2.1、基本用法

与 synchronized 不同，ReentrantLock 需要显式地获取和释放锁。

Lock lock = new ReentrantLock();
public void lockMethod() {
    lock.lock(); // 获取锁
    try {
        // 线程安全的代码
    } finally {
        lock.unlock(); // 释放锁
    }
}

2.2、优点和缺点

优点:
- 灵活性: 提供了比 synchronized 更加灵活的锁机制。
- 可中断的锁获取: 允许在获取锁时可以响应中断。
- 超时获取锁: 允许在获取锁时设置超时，如果在规定时间内无法获得锁，会放弃尝试。
- 公平锁: 支持公平锁机制，按照线程请求锁的顺序分配锁。
缺点:
- 需要显式地获取和释放锁，增加了代码复杂性。
- 使用不当可能导致死锁。

三、ReadWriteLock

ReadWriteLock 提供了一种分离读写锁的机制，有助于提高并发性能。ReadWriteLock 允许多个读线程同时访问，但在写线程访问时所有其他线程（读线程和写线程）都被阻塞。

3.1、基本用法

ReadWriteLock 有两个锁：读锁和写锁。

ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
Lock readLock = readWriteLock.readLock();
Lock writeLock = readWriteLock.writeLock();
public void readMethod() {
    readLock.lock();
    try {
        // 线程安全的读取操作
    } finally {
        readLock.unlock();
    }
}
public void writeMethod() {
    writeLock.lock();
    try {
        // 线程安全的写入操作
    } finally {
        writeLock.unlock();
    }
}

3.2、优点和缺点

优点:
- 并发读: 允许多个线程同时读取，提高了并发性能。
- 读写分离: 在读多写少的场景下，性能提升显著。
缺点:
- 代码复杂性增加。
- 写操作会阻塞所有的读操作和其他写操作。

四、StampedLock

StampedLock 是 Java 8 引入的一种锁机制，它提供了类似于 ReadWriteLock 的读写锁功能，但性能更好。

4.1、基本用法

StampedLock 提供了三种模式的锁：写锁、悲观读锁和乐观读锁。

StampedLock stampedLock = new StampedLock();
public void stampedReadMethod() {
    long stamp = stampedLock.readLock();
    try {
        // 线程安全的读取操作
    } finally {
        stampedLock.unlockRead(stamp);
    }
}
public void stampedWriteMethod() {
    long stamp = stampedLock.writeLock();
    try {
        // 线程安全的写入操作
    } finally {
        stampedLock.unlockWrite(stamp);
    }
}

4.2、优点和缺点

优点:
- 性能优越: 在高并发场景下性能优于 ReadWriteLock。
- 乐观读: 提供了乐观读锁，可以在多数场景下避免获取真正的锁，提高并发性能。
缺点:
- 使用复杂度增加。
- 乐观读模式下需要处理数据一致性问题。

总结

选择合适的锁取决于具体的并发场景和性能需求：

简单同步: 使用 synchronized。
需要灵活控制: 使用 ReentrantLock。
读多写少: 使用 ReadWriteLock。
高性能读写: 使用 StampedLock。

在使用锁的过程中，还需要注意避免死锁、活锁和性能瓶颈等问题，确保程序的正确性和高效性。