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Lock 锁深入解析

1. Lock 锁概述

Lock 是 Java 中一个接口，包含多个实现类，如可重入锁、读锁和写锁。 其中，可重入锁是最常用的实现。Lock 的底层基于 AQS（AbstractQueuingSynchronizer）和 CAS（比较与交换）机制实现。

Lock 的核心方法包括 lock() 和 unlock()。 其中，可重入锁 ReentrantLock 有两种模式：公平锁和非公平锁。默认创建的锁是非公平锁，允许线程插队，采用先来先出的方式。

2. 公平锁与非公平锁的应用

• 非公平锁：默认配置，线程插队可能导致其他线程饿死，适用于并发量高的场景。例如，消息队列（如 RocketMQ）中，若使用非公平锁，可能导致等待时间过长，系统不稳定。

• 公平锁：按先到先出的方式分配锁，线程不会饿死。例如，RocketMQ 中的 queue 包使用了公平锁，确保线程的公平抢占。

3. Lock 与 synchronized 锁的区别

• synchronized：Java关键字，基于 C++ 实现，无法控制锁的开启和结束，也无法中断线程执行。
• Lock：Java层面的实现，支持获取锁状态、开启和释放锁，且可以中断线程，灵活性更高。
• 自动锁：synchronized 自动获取锁释放，而 Lock 需手动调用 unlock()，否则可能导致死锁。

4. tryLock 与 lock 方法

• tryLock：尝试获取锁，返回是否成功。适用于已知锁状态的场景。
• lock：加锁方法。非公平锁模式下，先尝试获取锁，未获取则进入等待队列，循环抢锁。

5. Lock 机制解析

• 锁状态：用整数表示，0 表示无锁，>0 表示占用锁的次数。
• tryAcquire：通过 CAS 机制尝试获取锁，若成功则设置当前线程为锁拥有者。
• lock() 方法：尝试获取锁，若成功则设置锁拥有者，否则进入等待队列。

6. 优化建议

• 线程安全：尽量减少同步需求，优先使用 ThreadLocal。
• 锁选择：根据场景选择公平锁或非公平锁，非公平锁适用于高并发，但需权衡线程饥饿风险。
• 性能优化：减少锁的使用频率，优化并发访问方式，避免死锁。

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