怎麼正確使用鎖？

鎖的原理：任何時間都只能有一個線程持有鎖，只有持有鎖的線程才能訪問被鎖保護的資源。

我們接下來看一下在鎖的使用上有什麼最佳實踐。

避免濫用鎖

如果能不用鎖，就不用鎖；如果你不確定是不是應該用鎖，那也不要鎖。

使用鎖後帶來的代價：

1. 加鎖和解鎖過程都需要CPU時間的，這是一個性能的損失。使用鎖還可能導致線程等待鎖，等待鎖過程中的線程是阻塞狀態，過多的鎖等待會顯著降低程序的性能。
2. 如果對鎖使用不當，很容易造成死鎖，導致整個程序“卡死”，這是非常嚴重的問題。

我們不可以看到一個共享數據，在沒有搞清楚它在併發環境中是否會出現爭用問題，就“爲了保險，給它加個鎖吧。”，千萬不要有這種不負責任的想法，否則你將會付出慘痛的代價。

只有在併發環境中，共享資源不支持併發訪問，或者說併發訪問共享資源會導致系統錯誤的情況下，才需要使用鎖。

鎖的用法

使用鎖的過程可以分爲三步：

1. 在訪問共享資源之前，先獲取鎖。
2. 如果獲取鎖成功，就可以訪問共享資源了。
3. 使用完共享資源後釋放鎖，以便其他線程繼續訪問共享資源。

我們在使用鎖的過程中，需要注意使用完鎖，一定要釋放它。我們需要考慮到代碼可能走到的所有正常和異常的分支，確保所有情況下，鎖都能被釋放。

死鎖

死鎖是指由於某種原因，鎖一直沒有釋放，後續需要獲取鎖的線程都將處於等解鎖狀態。

大部分編程語言都提供了可重入鎖，如果沒有特別的需求，我們也要儘量使用可重入鎖。

下面是幾條如何避免死鎖的建議：

1. 避免濫用鎖。
2. 對於同一把鎖，加鎖和解鎖必須要放在同一個方法中，這樣一次加鎖對應一次解鎖，代碼清晰簡單，便於分析問題。
3. 儘量避免在持有一把鎖的情況下，去獲取另外一把鎖，就是要儘量避免同時持有多把鎖。
4. 如果需要持有多把鎖，一定要注意加解鎖的順序，解鎖的順序要和加鎖的殊勳想法，比如，獲取三把鎖的順序是A、B、C，釋放鎖的順序必須是C、B、A。

使用讀寫鎖兼顧性能和安全

對於共享數據，如果我們的方法只是去讀取它，而不會修改，也是需要加鎖的，因爲有可能在讀取數據的過程中，有其他線程會更新數據。

但如果只是簡單地爲數據加一個鎖，對於“讀多寫少”的場景，性能會受到影響。針對數據的讀寫操作，我們希望能夠做到：1）讀操作可以併發執行，2）寫的同時不能併發讀，也不能併發寫。

Java中的ReadWriteLock可以用來解決這個問題，看下面的代碼框架：

ReadWriteLock rwlock = new ReentrantReadWriteLock();

public void read() {
  rwlock.readLock().lock();
  try {
    // 在這兒讀取共享數據
  } finally {
    rwlock.readLock().unlock();
  }
}
public void write() {
  rwlock.writeLock().lock();
  try {
    // 在這兒更新共享數據
  } finally {
    rwlock.writeLock().unlock();
  }
}

在這段代碼中，需要讀數據的時候，我們獲取鎖，這個鎖不是一個互斥鎖，即read()方法可以支持多個線程並行執行，從而保證數據的讀性能。寫數據的時候，我們獲得寫鎖，這是一個互斥鎖，當一個線程持有寫鎖的時候，其他線程既無法獲得讀鎖，也無法獲得寫鎖，從而達到了保護數據的目的。