AQS

引言：synchronized的局限性 在前面的文章中，我们深入学习了synchronized，但它有一些局限性： public class SynchronizedLimitations { private final Object lock = new Object(); public void method() { synchronized (lock) { // 问题1：无法响应中断 // 如果获取锁的线程被阻塞，无法中断它 // 问题2：无法设置超时 // 如果获取不到锁，会一直等待 // 问题3：必须在同一个代码块中释放锁 // 无法在方法A获取，方法B释放 // 问题4：无法尝试非阻塞获取锁 // 无法tryLock() // 问题5：无法实现公平锁 // synchronized是非公平的 } } } JDK 1.5引入Lock接口，解决这些问题： Lock lock = new ReentrantLock(); // 可响应中断 lock.lockInterruptibly(); // 可设置超时 boolean success = lock.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS); // 可尝试非阻塞获取 if (lock.tryLock()) { try { // ... } finally { lock.unlock(); } } // 可实现公平锁 Lock fairLock = new ReentrantLock(true); 本篇文章将深入Lock接口和ReentrantLock的实现原理。 ...

引子：一个购物车的线程安全之路 在上一篇文章中，我们理解了并发编程的三大核心问题：可见性、原子性、有序性。现在我们要解决这个问题：如何让多线程安全地访问共享数据？ 场景：电商购物车的并发问题 /** * 购物车服务（线程不安全版本） * 问题：多个线程同时添加商品，可能导致数据丢失 */ public class ShoppingCart { private Map<String, Integer> items = new HashMap<>(); // 商品ID → 数量 // 添加商品到购物车 public void addItem(String productId, int quantity) { Integer currentQty = items.get(productId); if (currentQty == null) { items.put(productId, quantity); } else { items.put(productId, currentQty + quantity); } } // 获取购物车总商品数 public int getTotalItems() { int total = 0; for (Integer qty : items.values()) { total += qty; } return total; } } // 并发测试 public class CartTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { ShoppingCart cart = new ShoppingCart(); // 10个线程并发添加商品 Thread[] threads = new Thread[10]; for (int i = 0; i < 10; i++) { threads[i] = new Thread(() -> { for (int j = 0; j < 100; j++) { cart.addItem("product-123", 1); } }); } for (Thread t : threads) t.start(); for (Thread t : threads) t.join(); System.out.println("期望数量：1000"); System.out.println("实际数量：" + cart.getTotalItems()); } } /* 执行结果（多次运行不一致）： 第1次：实际数量：856 ❌ 丢失144次更新 第2次：实际数量：923 ❌ 丢失77次更新 第3次：实际数量：891 ❌ 丢失109次更新 问题分析： 1. HashMap本身不是线程安全的 2. addItem方法不是原子操作（读取、计算、写入三步） 3. 多线程并发执行导致数据竞争 解决方案演进： Level 1：使用synchronized → 简单但粗粒度 Level 2：使用ReentrantLock → 灵活但需要手动管理 Level 3：使用ConcurrentHashMap → 高性能（下一篇讲解） */ 本文将深入探讨如何通过synchronized和Lock来保证线程安全。 ...