什么是Java锁？有哪些常见的Java锁？

Java锁是Java多线程编程中重要的概念之一，用于控制线程对共享资源的访问。Java锁包括内置锁（也称为监视器锁）和显示锁（也称为重入锁），它们可以确保多个线程在同时访问共享资源时不会发生竞争条件。

一、内置锁

Java中的每个对象都有一个内置锁。当一个线程获取了一个对象的内置锁时，其他线程就无法访问该对象的同步块，直到该线程释放了锁。Java内置锁是一种互斥锁，意味着一次只有一个线程可以获取锁。如果一个线程在等待获取锁时被阻塞，那么它将进入锁池（也称为等待池），直到锁被另一个线程释放。

在Java中，使用synchronized关键字来实现内置锁。synchronized关键字可以用来修饰方法或代码块。当一个线程进入synchronized方法或代码块时，它会获取该对象的内置锁。当线程执行完synchronized方法或代码块时，它会释放该对象的内置锁。

例如，以下是一个使用synchronized关键字的示例：

public class SynchronizedExample {
    private int count = 0;

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

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

在上面的示例中，increment和getCount方法都使用了synchronized关键字来确保对count变量的访问是线程安全的。

二、显示锁

Java提供了另一种锁的实现方式，即显示锁（也称为重入锁）。与内置锁不同，显示锁是一种可重入锁，意味着同一个线程可以多次获取锁而不会被阻塞。显示锁的一个重要特性是它可以支持公平性。

在Java中，显示锁是通过java.util.concurrent.locks包中的ReentrantLock类来实现的。与synchronized关键字不同，ReentrantLock类允许程序员在锁上进行显式地加锁和解锁操作。例如：

public class ReentrantLockExample {
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private int count = 0;

    public void increment() {
        lock.lock();
        try {
            count++;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public int getCount() {
        lock.lock();
        try {
            return count;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

在上面的示例中，increment和getCount方法使用了ReentrantLock类来确保对count变量的访问是线程安全的。

三、锁的选择

在Java中，应该根据具体情况选择使用哪种锁。如果只是简单的同步，那么使用内置锁（synchronized）就足够了。内置锁比较简单，易于使用，不需要手动管理锁的状态。但是，如果需要更细粒度的控制，例如实现公平性或者定时等待，就应该使用显示锁（ReentrantLock）。ReentrantLock也支持可中断锁，即允许线程在等待获取锁的过程中被中断，这在一些需要实现线程取消的场景下非常有用。

除了ReentrantLock之外，Java还提供了其他类型的锁，例如读写锁（ReadWriteLock）和StampedLock。读写锁允许多个线程同时读取一个共享资源，但只允许一个线程写入共享资源。StampedLock是一种乐观锁，它允许多个线程同时访问一个共享资源，但在更新共享资源时需要先获取写锁。

四、锁的性能

锁对多线程程序的性能有很大的影响，使用不当可能导致程序出现性能瓶颈。一般来说，内置锁的性能比显示锁（ReentrantLock）要好，因为内置锁是JVM级别的锁，而ReentrantLock是Java层面的锁，需要额外的开销来管理锁的状态。另外，ReentrantLock支持公平性会导致更多的上下文切换和线程调度开销。

除了锁的种类之外，锁的粒度也会对性能产生影响。锁的粒度越小，多个线程可以同时执行，从而提高了并发性和性能。但是，锁的粒度过小也会导致锁的管理开销变得更加复杂，甚至可能导致死锁。

五、总结

Java锁是实现多线程编程中重要的概念，用于控制线程对共享资源的访问。Java提供了内置锁（synchronized）和显示锁（ReentrantLock）两种锁的实现方式。内置锁简单易用，适用于简单的同步场景。显示锁支持更细粒度的控制，例如公平性、可中断性等，适用于需要更高级别的同步控制的场景。在选择锁的种类时，应该根据具体情况进行选择。除了锁的种类之外，锁的粒度也会对性能产生影响，应该根据实际情况选择适当的锁粒度。