Java线程同步与锁机制的基本语法

synchronized锁对象本质是this、Class或显式指定对象;常见错误是用可变或常量池对象作锁;应优先用private final Object作锁,避免锁this或getClass()。

synchronized 关键字怎么用才不踩坑

它是最常用的线程同步语法,但很多人只记得加在方法上,却忽略了锁对象的本质。synchronized 修饰实例方法时,锁的是 this;修饰静态方法时,锁的是当前类的 Class 对象;写在代码块里时,必须显式指定一个非 null 的锁对象。

常见错误是用可变对象(比如 new Object() 每次都新建)当锁,导致实际没锁住;或者用 StringInteger 这类可能被常量池复用的对象,引发意外的锁竞争。

实操建议:

  • 优先使用私有 final 对象作锁,比如 private final Object lock = new Object();
  • 避免锁 this,除非你完全控制该对象的暴露范围
  • 不要锁 getClass()MyClass.class 以外的类对象,子类继承后容易破坏同步语义
public class Counter {
    private int count = 0;
    private final Object lock = new Object();

    public void increment() {
        synchronized (lock) {
            count++;
        }
    }
}

ReentrantLock 和 synchronized 选哪个

ReentrantLock 是 java.util.concurrent.locks 包里的显式锁,不是语法糖,需要手动 lock()unlock()。它比 synchronized 多出三个关键能力:可中断等待(lockInterruptibly())、超时获取(tryLock(long, TimeUnit))、公平锁选择(构造时传 true)。

但代价是容易忘记 unlock(),尤其在异常分支里——必须放在 finally 块中。synchronized 则由 JVM 自动释放,更安全。

实操建议:

  • 普通同步场景,优先用 synchronized:简洁、不易出错、JVM 优化成熟
  • 需要响应中断或设定超时,才用 ReentrantLock
  • 永远用 try-finally 包裹 lock(),别依赖 try-with-resources(它不适用于 Lock)
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
    // 临界区操作
} finally {
    lock.unlock(); // 必须放这里
}

volatile 能不能代替锁

不能。volatile 只保证变量的「可见性」和「禁止指令重排序」,不提供原子性。对 count++ 这种读-改-写操作,volatile 完全无效——多个线程仍可能同时读到旧值,然后各自加 1 再写回。

它适合的场景非常有限:布尔标志位(如 running)、单次写入后只读的状态变量、配合 CAS 使用的变量(如 AtomicInteger 内部)。

实操建议:

  • 只要涉及复合操作(++、--、+=、对象引用更新后再调用其方法),就必须用锁或原子类
  • volatile 不能用于保护整个对象状态,只能作用于单个字段
  • 别把 volatile 当轻量级 synchronized 用,语义完全不同

死锁的典型模式和快速定位方法

最常见的是两个线程按不同顺序获取两把锁:线程 A 先锁 lock1 再等 lock2,线程 B 先锁 lock2 再等 lock1。JVM 能检测到这种循环等待,但只限于 synchronized 锁(对 ReentrantLock 需靠 ThreadMXBean 主动查)。

排查时先用 jstack 看线程堆栈,搜索 java.lang.Thread.State: BLOCKEDwaiting to lock;再检查锁对象哈希值是否成对出现。

实操建议:

  • 所有线程按固定全局顺序获取锁(比如按锁对象的 System.identityHashCode() 升序)
  • 尽量缩小临界区,避免在持锁时调用外部方法(可能隐含另一次锁获取)
  • ReentrantLock.tryLock() 做非阻塞尝试,失败就释放已持锁并重试,打破循环等待

真正难处理的是锁嵌套过深、或锁与 I/O、回调混在一起的情况——这时候光看语法没用,得结合线程 dump 和业务逻辑一起推演。