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演示synchronized锁机制用法的简单Demo

演示synchronized锁机制用法的简单Demo。我们以"银行开户"场景为例:每个用户只能创建一个账户(模拟类似原代码中每个用户只能有一个私有空间的限制)。

第1步:创建项目结构

demo-lock
├── src/main/java/com/example/demo/
│   ├── controller/AccountController.java
│   ├── entity/Account.java
│   ├── mapper/AccountMapper.java
│   ├── service/AccountService.java
│   └── DemoApplication.java
└── src/main/resources/└── application.yml

第2步:添加依赖(pom.xml)

<dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>com.baomidou</groupId><artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId><version>3.5.3.1</version></dependency><dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId><scope>runtime</scope></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional></dependency>
</dependencies>

第3步:实体类 Account.java

@Data
@TableName("t_account")
public class Account {@TableId(type = IdType.AUTO)private Long id;private Long userId;private BigDecimal balance;
}

第4步:Mapper接口 AccountMapper.java

public interface AccountMapper extends BaseMapper<Account> {
}

第5步:Service层 AccountService.java

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class AccountService {private final AccountMapper accountMapper;// 无锁版本(存在并发问题)public void createAccountUnsafe(Long userId) {Long count = accountMapper.selectCount(new QueryWrapper<Account>().eq("user_id", userId));if (count > 0) {throw new RuntimeException("用户已存在账户");}Account account = new Account();account.setUserId(userId);account.setBalance(BigDecimal.ZERO);accountMapper.insert(account);}// 有锁版本(线程安全)public void createAccountWithLock(Long userId) {String lockKey = String.valueOf(userId).intern();synchronized (lockKey) {createAccountUnsafe(userId);}}
}

第6步:Controller层 AccountController.java

@RestController
@RequiredArgsConstructor
public class AccountController {private final AccountService accountService;// 不安全的开户接口(用于演示并发问题)@GetMapping("/unsafe/{userId}")public String unsafeCreate(@PathVariable Long userId) {try {accountService.createAccountUnsafe(userId);return "开户成功";} catch (Exception e) {return e.getMessage();}}// 安全的开户接口(使用synchronized锁)@GetMapping("/safe/{userId}")public String safeCreate(@PathVariable Long userId) {try {accountService.createAccountWithLock(userId);return "开户成功";} catch (Exception e) {return e.getMessage();}}
}

第7步:配置文件 application.yml

spring:datasource:url: jdbc:mysql://localhost:3306/demo?useSSL=false&characterEncoding=utf8username: rootpassword: your_passwordmybatis-plus:configuration:map-underscore-to-camel-case: true

第8步:测试步骤

  1. 初始化数据库
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS demo;
USE demo;CREATE TABLE t_account (id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,user_id BIGINT NOT NULL UNIQUE,balance DECIMAL(10,2) NOT NULL DEFAULT 0
);
ALTER TABLE t_account DROP INDEX user_id;
  1. 启动应用
mvn spring-boot:run
  1. 并发测试(使用JMeter或Postman)

测试不安全接口

  • 用多个线程同时调用 GET http://localhost:8080/unsafe/123
  • 可能结果:成功创建多个账户(违反唯一约束)

测试安全接口

  • 用多个线程同时调用 GET http://localhost:8080/safe/456
  • 结果:只会有第一个请求成功创建账户

关键代码解释

  1. 锁对象的选择
String lockKey = String.valueOf(userId).intern();
  • intern()保证相同userId值返回同一个String对象(来自字符串常量池)
  • 不同userId对应的锁对象不同,实现细粒度锁
  1. 同步代码块
synchronized (lockKey) {// 临界区代码
}
  • 确保同一用户的并发请求串行执行
  • 不同用户的请求可以并行处理

典型输出对比

无锁接口测试结果

第一次请求:开户成功(创建账户)
第二次请求:Duplicate entry '123' for key 'user_id'(违反唯一约束)

有锁接口测试结果

第一次请求:开户成功(创建账户)
后续所有请求:用户已存在账户(业务校验拦截)

总结说明表格

关键点说明
synchronized范围基于用户ID的细粒度锁,不影响其他用户操作
String.intern()保证相同userid得到的String是同一个对象(来自字符串常量池)
事务边界在锁范围内包含整个事务操作(确保查询和插入操作的原子性)
性能影响只对相同用户的并发请求串行化处理,不影响不同用户的并发处理
适用场景需要基于特定维度(如用户ID)进行并发控制的场景

可以通过这个Demo逐步体验:

  1. 先观察不加锁时的并发问题
  2. 再体验加锁后的线程安全效果
  3. 最后尝试调整userId观察不同用户的并发情况

Jmeter测试

  1. 设置 HTTP 请求
    在这里插入图片描述
    注意:这里让多个线程同时使用相同的 userId。/unsafe/1,这样所有线程都会尝试为同一个用户(userId=1)创建账户。

  2. 设置线程组
    在这里插入图片描述

  3. 添加 查看结果树
    在这里插入图片描述

  4. 运行
    在这里插入图片描述

  5. 数据库结果

  • 加了锁的
    在这里插入图片描述无论 并发请求是多少,在关闭数据库的唯一约束的情况下,数据库插入条数始终为1。

  • 没有加锁
    在这里插入图片描述产生了多条插入记录,显然是不合理的。

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