警惕！Java的锁为何“锁不住”Kotlin协程？

一把为线程设计的锁，困不住会“瞬移”的协程
——理解并发模型差异，避开协程同步陷阱

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🌰 问题重现：一段“看似合理”的代码

val lock = Any()
var counter = 0

// 错误示范：在协程中使用 synchronized + 挂起点
GlobalScope.launch {
    repeat(100) {
        synchronized(lock) {
            counter++          // 临界区操作
            delay(10)          // ⚠️ 挂起点！协程在此处挂起
            println(counter)
        }
    }
}

运行结果：
❌ 抛出 IllegalMonitorStateException
❌ 或程序卡死（死锁）
❌ 计数结果混乱（锁未生效）

许多从 Java 转向 Kotlin 的开发者踩过这个坑：“我加了锁，为什么协程还是乱套了？”

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🔑 核心矛盾：锁的“线程绑定” vs 协程的“线程无关”

特性	Java 传统锁（synchronized / ReentrantLock）	Kotlin 协程
作用域	绑定到操作系统线程	绑定到协程自身
加锁/解锁	必须由同一线程完成	可在任意线程挂起/恢复
挂起行为	挂起 ≠ 释放锁（锁仍被原线程持有）	挂起后可能在新线程恢复执行
设计哲学	阻塞式线程同步	非阻塞式协作调度

🌪️ 问题发生时发生了什么？

1. 协程在 Thread A 执行 synchronized(lock)，成功加锁
2. 执行到 delay(10) 时挂起，Thread A 释放（去执行其他任务）
3. 锁仍被 Thread A 持有（Java 锁不会因协程挂起而释放！）
4. 协程恢复时被调度到 Thread B
5. Thread B 尝试执行 monitorexit（退出 synchronized 块）→ 抛出异常（当前线程未持有锁）

💡 本质：Java 锁锁的是“线程”，而协程会“换线程”。锁没“失效”，而是被错误使用。

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✅ 正确姿势：用协程友好的同步原语

方案一：kotlinx.coroutines.sync.Mutex（首选）

val mutex = Mutex()
var counter = 0

launch {
    repeat(100) {
        mutex.withLock {      // 协程感知：挂起时自动保留“锁所有权”
            counter++
            delay(10)         // ✅ 安全：恢复后仍在同一逻辑协程中
            println(counter)
        }
    }
}

• ✅ 锁与协程绑定，而非线程
• ✅ 支持在锁内安全挂起/恢复
• ✅ 无 IllegalMonitorStateException 风险

方案二：withContext + 单线程调度器（场景受限）

withContext(Dispatchers.Default.limitedParallelism(1)) {
    // 所有操作在同一线程池内串行执行
    counter++
    delay(10)
}

适用：简单串行场景，但灵活性低，不推荐复杂同步。

❌ 避坑提醒

• ReentrantLock.withLock { ... }（kotlinx 扩展）要求块内无挂起点！若含 delay 会编译报错。
• 永远不要在 synchronized / lock() 块内调用挂起函数！

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💡 深度思考：为什么设计如此？

维度	Java 锁	协程 Mutex
目标	保护线程级共享状态	保护协程级共享状态
调度模型	线程阻塞（OS 调度）	协程挂起（用户态调度）
哲学	“锁住线程”	“锁住逻辑流”

Kotlin 协程的设计初衷是避免线程阻塞，提升并发效率。若强行用线程锁，反而：

• 造成线程池饥饿（锁持有线程被长期占用）
• 破坏协程非阻塞优势
• 引入隐蔽的死锁风险

🌰 比喻：
Java 锁像“需要本人持身份证开门的闸机”，
协程像“拥有电子通行证的瞬移者”——
他挂起时把身份证留在原地，恢复时已在别处，自然无法通过闸机。

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📌 最佳实践清单

1. 协程内同步 → 无脑选 Mutex
   （来自 kotlinx-coroutines-core，轻量且安全）
2. 与 Java 代码交互时：
   • 确保加锁/解锁在无挂起点的连续代码块中
   • 或将同步逻辑封装为 suspend 函数，内部用 Mutex
3. 警惕“看似安全”的写法：

   // 危险！lock() 和 unlock() 被挂起点隔开
   lock.lock()
   try {
       doSomething() // 可能含挂起点！
   } finally {
       lock.unlock() // 恢复时线程已变，必崩！
   }
   

4. 工具推荐：
   • 使用 kotlinx-coroutines 的 Semaphore、Channel 处理更复杂同步
   • 静态检查：开启 Kotlin 编译器警告（检测 synchronized 内挂起点）

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🌟 结语

“Java 的锁锁不住 Kotlin 协程”——
这句话本身是个美丽的误会。
锁从未失效，只是用错了战场。

真正的关键在于：
🔹 理解工具的设计边界
🔹 让同步机制匹配编程模型
🔹 尊重并发范式的演进逻辑

当你下次写 synchronized 时，不妨自问：

“此刻，我锁住的究竟是线程，还是逻辑？”

技术没有银弹，但有敬畏之心。
愿你的协程，永远不被“锁”困住。

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📌 延伸阅读

• 《Kotlin Coroutines by Tutorials》Chapter 7: Thread Safety
• kotlinx.coroutines 官方文档：Shared Mutable State
• 源码深挖：MutexImpl.kt 如何实现协程级锁

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