Java程序员狂写代码防出错，效率降低背后有说法

嘿，有没有觉得挺奇怪的，咱们天天说要速度，要效率，结果到头来，搞个程序，为了防止数据出错，还得加锁，慢悠悠地排队执行。这就像啥？就像你辛辛苦苦攒钱买了辆跑车，结果市区限速，只能在环路上龟速爬行。

程序员的世界里，锁这玩意儿，就跟交通规则一样，虽然限制了自由，但保证了大家的安全。想想看，十几个线程同时往一个账户里加钱，你不加锁，可能最后算出来的总额，比你实际存的还少，这玩笑可开大了。这背后的原因，说白了就是“原子性”没保证。本来“余额=余额+100”应该是个整体，一口气完成，结果被拆成好几步，这边刚读了余额，还没来得及加，那边又来个线程把余额改了，那这加了个寂寞啊！再说说可见性。假设每个线程都偷偷摸摸地在自己的小本本（缓存）上记账，最后汇总的时候，发现大家的账对不上，那可就乱套了。

所以，锁的作用就是让大家强制性地去公共账本（主内存）上查账，保证看到的是最新数据。还有有序性，这更玄乎，有时候CPU为了更快，会把指令的顺序颠倒一下，结果本来好好的程序，突然就跑偏了。锁，某种程度上，也肩负着“维持秩序”的重任。单机锁，就是在一个电脑里管用的锁，像是synchronized和ReentrantLock，都是Java自带的。synchronized就像个老管家，原始但可靠，直接锁住对象或者方法。ReentrantLock呢，就更灵活，你可以定制锁的各种属性，比如是不是公平锁，能不能超时等待。打个比方，synchronized就像是家里的一把普通锁，ReentrantLock就像是高科技的指纹锁，功能更多。

不过，synchronized也不是啥时候都好用。它有个升级过程，从无锁到偏向锁，再到轻量级锁，最后变成重量级锁。一旦变成重量级锁，那效率就直线下降，因为要涉及到用户态和内核态的切换，这可是个耗时的大工程。ReentrantLock有个好用的地方，就是可以设置超时时间。比如你用`tryLock(3, TimeUnit.SECONDS)`，意思就是说，如果3秒钟还拿不到锁，那我就不等了，直接放弃。这在一些场景下很有用，可以避免程序一直卡死在那里。还有一种叫CAS的“无锁编程”，听起来很高级。

它就像个“比大小”的游戏，先看看现在的余额是不是我预期的值，如果是，就直接修改，如果不是，说明别人已经改过了，那我就重新来一遍。这种方式避免了锁的开销，但有个ABA问题，就是说，余额虽然变回了原来的值，但实际上已经被别人改动过了。解决办法也简单，加个版本号，每次修改都更新版本号。如果并发量实在太大，单机锁就有点力不从心了。这时候，就需要分布式锁出马了。分布式锁，顾名思义，就是能在多个服务器之间起作用的锁。

常见的实现方式有Redis和Zookeeper。Redis分布式锁，用Redisson这个框架实现起来很简单。它利用Redis的原子性操作，加上Lua脚本，保证加锁的原子性。而且还有个“看门狗”机制，自动续期，防止锁过期。但Redis有个缺点，就是如果主节点挂了，可能会出现锁丢失的情况。Zookeeper分布式锁，就更可靠一些。它利用Zookeeper的临时有序节点，保证锁的唯一性。

当一个节点释放锁的时候，Zookeeper会通知下一个节点，让它获得锁。但Zookeeper的性能相对Redis要差一些，因为涉及到集群协调。选哪个呢？这得看你的需求。如果对性能要求高，可以选Redis，但要做好应对锁丢失的准备。如果对一致性要求高，那就选Zookeeper，牺牲一些性能换取可靠性。当然，锁也不是万能的。

有时候，不用锁反而更好。比如ThreadLocal，每个线程都有一份自己的数据，互不干扰。还有不变性模式，用final修饰对象，保证对象创建后就不能被修改。最后，灵魂拷问一下：你的锁真的安全吗？有没有可能因为String常量池的问题，导致不同的业务共享了同一把锁？有没有可能因为锁对象被修改，导致锁失效？还有，锁异常未释放，导致程序卡死？Brian Goetz说过：“并发BUG就像薛定谔的猫，你永远不知道何时会跳出来挠你。”所以，写并发程序，一定要小心谨慎，多做测试，才能避免线上血案。记住，锁的选择没有绝对的对错，只有适合不适合。就像穿鞋一样，合脚才是最重要的。