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Java并发控制理论与实践

在Java中，线程安全是开发中常遇到的核心问题。为了实现高效并发程序，Java提供了两种主要的锁机制：显式锁和隐式锁。显式锁如Lock接口，需要程序员手动管理锁的开启和关闭；而隐式锁synchronized则通过代码块自动管理锁定。两者各有优劣，适用于不同场景。

显式锁Lock需要程序员手动开启和关闭，且不能忘记关闭，否则会导致死锁。相比之下，synchronized是一种隐式锁，使用后锁定代码块的执行，离开代码块自动释放锁。显式锁的优势在于代码块灵活，可锁定任意代码段，而synchronized可以锁定方法和代码块。ReentrantLock类则是实现了Lock接口的常用锁，支持多级递归锁，适合需要显式控制锁的场景。

以下是基于ReentrantLock实现的抢票模拟代码：

public class Text {
    public static void main(String[] args) {
        Ticks ticks = new Ticks();
        new Thread(ticks).start();
        new Thread(ticks).start();
        new Thread(ticks).start();
    }
}
class Ticks implements Runnable {
    int tickenum = 10;
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                lock.lock();
                if (tickenum > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(tickenum--);
                } else {
                    break;
                }
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}

代码解析

在以上代码中，ReentrantLock用于保护共享资源（这里是tickenum）。每个线程在获取锁定后，才进入业务逻辑。通过tickenum--，模拟在线程间抢票场景。当tickenum降为0时，线程退出循环，释放锁。ReentrantLock支持多级锁定，允许同一线程多次获取锁定，避免死锁。

并发控制的最佳实践

在多线程环境下，资源竞争问题常导致性能下降。使用合适的锁机制可以有效减少竞争，提升程序效率。ReentrantLock的优势在于支持显式锁定管理，适合复杂场景。通过合理设计锁的使用，实现线程安全，避免死锁和资源泄漏。

通过上述代码实践，可以看到ReentrantLock在保护共享资源方面的有效性。通过锁的使用，确保线程安全，避免资源竞争带来的潜在问题。在实际应用中，根据具体需求选择合适的锁机制，是实现高效并发程序的关键。