Java全局锁：保护共享资源的重要机制

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在多线程编程中，保护共享资源的正确访问是一个重要的问题。如果多个线程同时访问和修改共享资源，可能会导致数据不一致或者错误的结果。为了解决这个问题，Java提供了全局锁，它是一种机制，能够保证在任意时刻只有一个线程能够访问共享资源。

什么是全局锁？

Java全局锁是一种重量级锁，也称为互斥锁。它是一种独占锁，即同一时刻只能有一个线程获得该锁。获得全局锁的线程可以安全地访问共享资源，其他线程必须等待锁被释放才能继续执行。

在Java中，全局锁有多种实现方式，其中最常用的是synchronized关键字和ReentrantLock类。这两种机制都可以保证线程安全，但在使用上有一些差异。

synchronized关键字：隐式全局锁

synchronized关键字是Java中最基本的全局锁机制，它可以用于方法和代码块。当使用synchronized修饰一个方法时，该方法成为一个互斥区域，同一时刻只能有一个线程执行该方法。

public synchronized void doSomething() {
    // 互斥区域
    // ...
}

当使用synchronized修饰一个代码块时，需要指定锁定的对象，该对象将成为互斥区域的全局锁。只有获得该对象的线程才能执行该代码块。

public void doSomething() {
    synchronized (lock) {
        // 互斥区域
        // ...
    }
}

synchronized关键字的优点是简单易用，在大多数情况下能够满足需求。但它也有一些限制，例如只能使用一个全局锁，不能进行灵活的控制，而且性能可能不如其他机制。

ReentrantLock类：显式全局锁

ReentrantLock类是Java提供的一个显式全局锁机制。它提供了更丰富的功能，例如可重入性、公平性、超时等待等。相对于synchronized关键字，ReentrantLock类更加灵活和强大。

private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

public void doSomething() {
    lock.lock();
    try {
        // 互斥区域
        // ...
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

在上面的示例中，我们通过调用lock()方法获取全局锁，然后在try块中执行互斥区域的代码，最后在finally块中释放锁。

ReentrantLock类还提供了一些其他功能。例如，lockInterruptibly()方法可以响应中断，即在获取锁的过程中可以被其他线程中断。tryLock()方法可以尝试获取锁，如果锁被其他线程持有，则立即返回false。

如何选择全局锁？

在选择全局锁时，需要根据具体的需求和场景进行判断。如果简单的保护共享资源就可以满足需求，那么可以使用synchronized关键字。它简单易用，性能也能满足大多数情况。

如果需要更加灵活和强大的功能，例如可重入性、公平性、超时等待等，那么可以选择使用ReentrantLock类。它提供了更多的控制选项，但使用复杂一些。

另外，Java还提供了其他一些全局锁机制，例如读写锁（ReentrantReadWriteLock）、StampedLock等。它们都有自己的特点和适用场景，可以根据具体需求进行选择。

结语

Java全局锁是多线程编程中重要的保护共享资源的机制