作者：等你歸去來
https://www.cnblogs.com/yougewe/p/11573911.html

如何基于String實現同步鎖？

在某些時候，我們可能想基于字符串做一些事情，比如:針對同一用戶的并發同步操作，使用鎖字符串的方式實現比較合理。

因為只有在相同字符串的情況下，并發操作才是不被允許的。而如果我們不分青紅皂白直接全部加鎖，那么整體性能就下降得厲害了。

因為String的多樣性，看起來string鎖是天然比分段鎖之類的高級鎖更有優勢呢。

因為String 類型的變量賦值是這樣的:?String?a = "hello world."; 所有往往會有個錯誤的映象，String對象就是不可變的。

額，關于這個問題的爭論咱們就不細說了，總之， "a" != "a" 是有可能成立的。

另外，針對上鎖這件事，我們都知道，鎖是要針對同一個對象，才會有意義。所以，粗略的，我們可以這樣使用字符串鎖:

public?void?method1()?{??String?str1?=?"a";??synchronized?(str1)?{??//?do?sync?a?things...??}?? }??public?void?method2()?{??String?str2?=?"a";??synchronized?(str2)?{??//?do?sync?b?things...??}?? }??

乍一看，這的確很方便簡單。但是，前面說了， "a" 是可能不等于 "a" 的（這是大部分情況，只有當String被存儲在常量池中時值相同的String變量才相等）。5個刁鉆的String面試題，推薦大家看下。

所以，我們可以稍微優化下:

public?void?method3()?{??String?str1?=?"a";??synchronized?(str1.intern())?{??//?do?sync?a?things...??}?? }??public?void?method4()?{??String?str2?=?"a";??synchronized?(str2.intern())?{??//?do?sync?b?things...??}?? }??

看起來還是很方便簡單的，其原理就是把String對象放到常量池中。但是會有個問題，這些常量池的數據如何清理呢？

不管怎么樣，我們是不是可以自己去基于String實現一個鎖呢？關注微信公眾號：Java技術棧，在后臺回復：Java，可以獲取我整理的 N 篇 Java 教程，都是干貨。

肯定是可以的了！直接上代碼！
?

import?org.slf4j.Logger;?? import?org.slf4j.LoggerFactory;??import?java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;?? import?java.util.concurrent.ConcurrentMap;?? import?java.util.concurrent.CountDownLatch;??/**??*?基于string?的鎖實現??*/?? public?final?class?StringBasedMutexLock?{??private?static?final?Logger?logger?=?LoggerFactory.getLogger(StringBasedMutexLock.class);??/**??*?字符鎖?管理器,?將每個字符串?轉換為一個?CountDownLatch??*??*??????即鎖只會發生在真正有并發更新?同一個?String?的情況下??*??*/??private?static?final?ConcurrentMap<String,?CountDownLatch>?lockKeyHolder?=?new?ConcurrentHashMap<>();??/**??*?基于lockKey?上鎖，同步執行??*??*?@param?lockKey?字符鎖??*/??public?static?void?lock(String?lockKey)?{??while?(!tryLock(lockKey))?{??try?{??logger.debug("【字符鎖】并發更新鎖升級,?{}",?lockKey);??blockOnSecondLevelLock(lockKey);??}?catch?(InterruptedException?e)?{??Thread.currentThread().interrupt();??logger.error("【字符鎖】中斷異常:"?+?lockKey,?e);??break;??}??}??}??/**??*?釋放?lockKey?對應的鎖選項，使其他線程可執行??*??*?@param?lockKey?要使用互斥的字符串??*?@return?true:?釋放成功,?false:?釋放失敗，可能被其他線程誤釋放??*/??public?static?boolean?unlock(String?lockKey)?{??//?先刪除鎖，再釋放鎖，此處會導致后續進來的并發優先執行，無影響??CountDownLatch?realLock?=?getAndReleaseLock1(lockKey);??releaseSecondLevelLock(realLock);??return?true;??}??/**??*?嘗試給指定字符串上鎖??*??*?@param?lockKey?要使用互斥的字符串??*?@return?true:?上鎖成功,?false:?上鎖失敗??*/??private?static?boolean?tryLock(String?lockKey)?{??//?此處會導致大量 ReentrantLock 對象創建嗎？??//?其實不會的，這個數量最大等于外部并發數，只是對?gc?不太友好，會反復創建反復銷毀y??return?lockKeyHolder.putIfAbsent(lockKey,?new?CountDownLatch(1))?==?null;??}??/**??*?釋放1級鎖（刪除）?并返回重量級鎖??*??*?@param?lockKey?字符鎖??*?@return?真正的鎖??*/??private?static?CountDownLatch?getAndReleaseLock1(String?lockKey)?{??return?lockKeyHolder.remove(lockKey);??}??/**??*?二級鎖鎖定（鎖升級）??*??*?@param?lockKey?鎖字符串??*?@throws?InterruptedException?中斷時拋出異常??*/??private?static?void?blockOnSecondLevelLock(String?lockKey)?throws?InterruptedException?{??CountDownLatch?realLock?=?getRealLockByKey(lockKey);??//?為?null?說明此時鎖已被刪除，??next?race??if(realLock?!=?null)?{??realLock.await();??}??}??/**??*?二級鎖解鎖（如有必要）??*??*?@param?realLock?鎖實例??*/??private?static?void?releaseSecondLevelLock(CountDownLatch?realLock)?{??realLock.countDown();??}??/**??*?通過key?獲取對應的鎖實例??*??*?@param?lockKey?字符串鎖??*?@return?鎖實例??*/??private?static?CountDownLatch?getRealLockByKey(String?lockKey)?{??return?lockKeyHolder.get(lockKey);??}??}??

?

使用時，只需傳入 lockKey 即可。?
這樣做有什么好處嗎？

使用ConcurrentHashMap實現鎖獲取，性能還是不錯的;

每個字符串對應一個鎖，使用完成后就刪除，不會導致內存溢出問題;

可以作為一個外部工具使用，業務代碼接入方便，無需像 synchronized 一樣，需要整段代碼包裹起來;

本文只是想展示實現 String 鎖，此鎖并不適用于分布式場景下的并發處理;

擴展: 如果不使用 String 做鎖，如何保證大并發前提下的小概率并發場景的線程安全？

我們知道 CAS 的效率是比較高的，我們可以使用原子類來進行CAS的操作。

比如,我們添加一狀態字段, 操作此字段以保證線程安全:

/**??*?運行狀態??*?4:?正在刪除,?1:?正在放入隊列中,?0:?正常無運行??*/?? private?transient?volatile?AtomicInteger?runningStatus?=?new?AtomicInteger(0);??//?更新時先獲取該狀態:?? public?void?method5()?{??AtomicInteger?runningStatus?=?link.getRunningStatus();??//?正在刪除數據過程中，則等待??if(!runningStatus.compareAndSet(0,?1))?{??//?1.?等待另外線程刪除完成??//?2.?刪除正在更新標識??//?3.?重新運行本次數據放入邏輯??long?lockStartTime?=?System.currentTimeMillis();??long?maxLockTime?=?10?*?1000;??while?(!runningStatus.compareAndSet(0,?1))?{??if(System.currentTimeMillis()?-?lockStartTime?>?maxLockTime)?{??break;??}??}??runningStatus.compareAndSet(1,?0);??throw?new?RuntimeException("數據正在更新,重新運行:?"?+?link.getLinkKey()?+?link);??}??try?{??//?do?sync?things??}??finally?{??runningStatus.compareAndSet(1,?0);??}?? }??public?void?method6()?{??AtomicInteger?runningStatus?=?link.getRunningStatus();??if?(!runningStatus.compareAndSet(0,?4))?{??logger.error("?數據正在更新中，不得刪除，返回?");??return;??}??try?{??//?do?sync?things??}??catch?(Exception?e)?{??logger.error("并發更新異常:",?e);??}??finally?{??runningStatus.compareAndSet(4,?0);??}?? }??

實際測試下來，CAS?性能是要比?synchronized?之類的鎖性能要好的。

當然，我們這里針對的并發數都是極少的，我們只是想要保證這極少情況下的線程安全性。所以，其實也還好。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的如何基于 String 实现同步锁？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。